Rozciągliwa elektronika

Ścieżki przewodzące są zwykle nieruchomo wytrawione na płytkach PCB. Jednak nowy rodzaj połączeń wynaleziony w EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) jest całkowicie inny: nowe ścieżki są elastyczne jak guma i mogą być rozciągane we wszystkich kierunkach, do długości cztery razy większej niż początkowa. Rozciąganie powtarzane nawet milion razy nie powoduje powstawania pęknięć ani nie ma negatywnego wpływu na przewodzenie ścieżek. Metaliczny i częściowo płynny film, charakteryzujący się zarówno trwałością jak i sprężystością, oferuje szeroką gamę zastosowań. Może być użyty do stworzenia obwodów, które będą poddawane skręcaniu i rozciąganiu – a więc świetnie nadaje się do produkcji sztucznej skóry pokrywającej protezy, może być też wykorzystany w humanoidalnych robotach. Może być również wszyty w tkaninę i zastosowany w inteligentnej odzieży. Ponieważ układy wykonane z zastosowaniem takich przewodzących błon bez problemu odtwarzają kształty i ruchy ludzkiego ciała, bez wątpienia znajdą również zastosowanie w czujnikach monitorujących różnego rodzaju parametry i funkcje biologiczne. „Możemy znaleźć cały wachlarz zastosowań, które są złożone, wymagają ruchliwego i zmiennego w czasie medium” - powiedział Hadrien Michaud, doktorant laboratorium LSBI ( Laboratory for Soft Bioelectronic Interfaces), jeden ze współautorów prac. Cienki (ale) i niezawodny Ze względu na wysokie napięcie powierzchniowe wykorzystywanych w badaniach płynnych metali, wynikiem dotychczasowych eksperymentów były stosunkowo grube struktury. „Zastosowanie opracowanych przez nas specjalnych metod osadzania i strukturyzacji, umożliwiło wyprodukowanie ścieżek przewodzących, które są bardzo wąskie – mają po kilkaset nanometrów grubości – i wyjątkowo niezawodne” - mówi Stéphanie Lacour, przewodnicząca Bertarelli Foundation w zakresie Technologii Neuroprotetyki i prowadząca laboratorium. Poza specyficznymi technikami obróbki, sekret badaczy tkwi w wyborze materiałów tworzących ścieżki, stopu złota i galu. „Gal wykazuje dobre właściwości elektryczne i posiada niską temperaturę topnienia, około 30°C” mówi Arthur Hirsch, doktorant laboratorium LSBI oraz współautor badania. „Gal trzymany w dłoni topnieje i dzięki procesowi zwanemu przechłodzeniem (ang. supercooling), pozostaje płynny w temperaturze pokojowej, a nawet niższej”. Warstwa złota zapewnia zachowanie homogeniczności galu, zapobiegając jego zlepianiu się w krople, kiedy wejdzie w kontakt z polimerem, co miałoby negatywny wpływ na jego przewodność. Kosztowne badania wkroczyły na etap projektowania i doskonalenia elastycznego układu elektronicznego. Jest to prawdziwe wyzwanie, ze względu na niesprężystość tradycyjnych komponentów elektronicznych. Osadzanie płynnego metalu na cienkim filmie w polimerze, wspomagającym jego elastyczne właściwości, wydaje się być jednak bardzo przyszłościowym i obiecującym podejściem.