Forskare vid University of Tokyo har utvecklat ett nytt bläck som kan skrivas ut på textilier i ett enda steg för att bilda elektriskt ledande och töjbara förbindningar. Det nya funktionella bläcket kan användas för ”elektroniska kläder” såsom sportkläder och underkläder som innehåller sensorer för att mäta en rad biologiska indikatorer såsom hjärtfrekvens och muskelsammandragning.

Dagens tryckta elektronik, såsom transistorer, LEDs och solpaneler, kan skrivas ut på plast eller papperssubstrat, men dessa substrat tenderar att vara styva eller hårda. Om man i stället kunde använda mjuka, sträckbara material skulle det möjliggöra en ny generation av bärbara enheter som anpassar sig till den mänskliga kroppen. Emellertid har det visat sig vara svårt att göra ett bläck som är både starkt ledande och elastiskt utan en komplicerad tryckprocess i flera steg.

Foto: University of Tokyo Graduate School of Engineering

Nu har professor Takao Someya’s forskargrupp vid University of Tokyo’s Graduate School of Engineering utvecklat ett elastiskt, ledande bläck som lätt kan tryckas på textilier och mönstras i ett enda trycksteg. Detta bläck består av silverflingor, organiskt lösningsmedel, fluorgummi och fluor-tensid. Bläcket uppvisade hög ledningsförmåga även när det sträcktes till mer än tre gånger sin ursprungliga längd. Det är det högsta värdet som redovisats för sträcka ledare som kan utökas till mer än två och en halv gånger sin ursprungliga längd.

Genom att använda det nya bläcket skapade gruppen ett handledsband med en muskelaktivitetssensor genom att skriva ut en elastisk ledare på ett sportmaterial och kombinera det med en organisk förstärkarkrets med transistorer. Denna sensor kan mäta muskelaktivitet genom att detektera musklers elektriska potentialer över ett område på 4 × 4 cm2 med nio elektroder placerade med 2 cm mellanrum i ett 3×3 rutnät.

– Vårt team siktar på att utveckla bekväma, påklädbara enheter. Bläcket har utvecklats som en del i detta arbete, säger Someya. Den största utmaningen var att få hög ledningsförmåga och töjbarhet med en tryckprocess i ett enda steg. Vi kunde uppnå detta genom användningen av ett ytaktivt medel som tillåter silverflingor att ”montera” sig själva vid ytan av det tryckta mönstret, vilket garanterar en hög ledningsförmåga.

Filed under: Utländsk Teknik