Obecne urządzenia elektroniczne, takie jak telefony i laptopy, zawierają sztywne materiały, w których biegną lutowane przewody. Miękki obwód opracowany przez zespół prof. Bartletta zastępuje te nieelastyczne materiały miękkimi kompozytami elektronicznymi i maleńkimi, przewodzącymi prąd kroplami ciekłego metalu. Ta tzw. miękka elektronika jest częścią szybko rozwijającej się dziedziny technologii, która zapewnia gadżetom poziom trwałości, który byłby niemożliwy jeszcze kilka lat temu.

Kropelki ciekłego metalu są początkowo rozproszone w elastomerze, rodzaju gumowatego polimeru, jako izolowane elektrycznie, dyskretne krople.

– Aby tworzyć obwody, wprowadziliśmy skalowalne podejście poprzez wytłaczanie, które pozwala nam szybko tworzyć przestrajalne obwody poprzez selektywne łączenie kropel – tłumaczył naukowiec Ravi Tutika. – Możemy wtedy lokalnie rozdzielić kropelki, aby przerobić obwody, a nawet rozpuścić obwody, aby przerwać wszystkie połączenia w celu recyklingu materiałów, a następnie zacząć od początku.

Obwody są miękkie i elastyczne jak skóra, a pracę mogą prowadzić nawet przy ekstremalnych uszkodzeniach. Zamiast całkowicie odcinać połączenie, jak w przypadku tradycyjnego przewodu, kropelki tworzą nowe połączenia wokół otworu, aby dalej przepuszczać prąd. Co więcej, obwody rozciągną się również bez utraty połączenia elektrycznego, ponieważ zespół przeciągnął urządzenie do ponad 10-krotności jego pierwotnej długości bez awarii podczas badań. Pod koniec życia produktu kropelki metalu i materiały gumowe można ponownie przetworzyć i zawrócić do roztworu płynnego, dzięki czemu nadają się do recyklingu. Od tego momentu można je przerobić, aby rozpocząć nowe życie, podejście, które oferuje drogę do zrównoważonej elektroniki.

Chociaż nie stworzono jeszcze rozciągliwego smartfona, szybki rozwój w tej dziedzinie obiecuje również elektronikę do noszenia i miękką robotykę. Te pojawiające się technologie wymagają miękkich, solidnych obwodów, aby mogły przejść do zastosowań konsumenckich. Jak stwierdził prof. Bartlett, zespół jest zadowolony z postępów prac i wyobraża sobie te materiały jako kluczowe komponenty dla pojawiających się tzw. miękkich technologii.

Źródło: Virginia Tech