Forskare vid Washington State University (WSU) har upptäckt hur man kan töja de metallfilmer som används i flexibel elektronik till två gånger sin storlek utan att brista. Tekniken bygger på att en indiumfilm läggs ovanpå ett vanligt plastskikt.

Upptäckten kan enligt forskarna leda till dramatiska förbättringar och behandlar en av de största utmaningarna inom flexibel elektronik – en industri som fortfarande är i sin linda med applikationer såsom böjbara batterier, robotskinn, bärbara övervakningsutrustningar och sensorer i anslutningsbara tyger.

Arbetet har letts av Rahul Panat och Indranath Dutta, forskare vid Voiland College School of Mechanical and Materials Engineering och doktorand Yeasir Arafat. De har ansökt om ett patent och har publicerat sina fynd i Applied Physics Letters.

Forskare har kämpat i flera år med att designa och tillverka de små metallkopplingar som ingår i flexibel elektronik. Metallen måste klara av att kraftigt sträckas och böjas samtidigt som den ska fortsätta leda elektricitet. Tillverkarna har hittills använt små metallfjädrar som kan sträckas ut och ändå behålla anslutningsförmågan men fjädrarna tar upp plats och gör det svårt att utforma komplicerade högdensitetskretsar. Dessutom innebär den tekniken en större energiförbrukning och därmed krav på större batterier.

Forskare har experimenterat med guld som fungerar bättre än andra material men som är väldigt dyrt. Ett annat alternativ är koppar men det materialet får allvarliga sprickor när det töjs ut med mer än 30 procent eller så.

WSU-forskarna fann att när de gjorde en metallfilm av indium, en relativt billig metall jämfört med guld, och med jämna mellanrum bondade det till ett plastskikt som vanligen används i elektronik kunde de tänja metallfilmen till två gånger sin ursprungliga längd. När bitarna bröts var det enligt forskarna faktiskt plastskiktet som fallerade, inte metallen.

– Detta är en stor förbättring för tänjbar elektronik och för påklädbara enheter, säger Rahul Panat.

Medan Panat är entusiastiska över arbetet och hoppas att det kommer att kommersialiseras vill forskarna också bättre förstå metallens beteende.

– Att en metallfilm kan fördubbla sin storlek utan att fallera är mycket ovanligt, säger han. Vi har föreslagit en modell för tänjbar metall men mycket arbete krävs för att validera det här. Det är en bra situation att befinna sig i.

Filed under: Utländsk Teknik