Пхоханский университет науки и технологий
Исследовательская группа POSTECH разработала революционную технологию, которая в режиме реального времени анализирует деформацию «змеевидных» структур, важнейшего компонента растягиваемой технологии, и визуализирует этот процесс посредством изменения цвета.
Команда под руководством профессора Су Сок Чхве с кафедры электротехники включала докторантов Санхёна Хана, Джунхо Шина, Джиюн Пак и магистрантов Хакджуна Яна и Сынмина Нама. Исследование было опубликовано в декабрьском онлайн-издании журнала Advanced Science .
Гибкая и деформируемая электроника вышла за рамки гибких, складных, сворачиваемых и скользящих конструкций и перешла к полностью растягиваемым системам, которые допускают деформацию свободной формы. Растягивающаяся технология набирает популярность в различных областях, таких как дисплеи, датчики, полупроводники, электронная кожа, биомиметические роботы и умная одежда.
Технология растягивания в значительной степени опирается на два подхода: создание эластичных материалов, подобных резине, и проектирование растягиваемых структур, которые легко интегрируются с существующими полупроводниковыми, дисплейными, электродными и сенсорными технологиями. В структурной растягиваемой технологии змеевидное соединение — волнистое эластичное соединение — играет решающую роль в обеспечении эластичности нерастягиваемых электронных компонентов. Развитие этой технологии требует глубокого понимания структурных характеристик и процессов деформации на всех этапах растяжения.
Демонстрация структурных изменений цвета в реальном времени в механически растянутом серпантине CLCE с высоким модулем для исследования параметров формы. Кредит: POSTECH — ВИДЕО: https://techxplore.com/news/2024-12-shifts-nanoscale-real-visualization-stretchable.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter
Визуализация деформации змеевидных структур в реальном времени
До сих пор анализ деформации в змеевидных структурах был возможен только после физического повреждения , например, разрывов. Это означало, что исследователям приходилось полагаться на теоретические моделирования или ограниченные данные наблюдений из предыдущих циклов растяжения, что затрудняло понимание структурного поведения в реальном времени .
Команда POSTECH справилась с этой задачей, используя изменения в структурном цвете — цветовые сдвиги, которые происходят в наномасштабе во время деформации. Используя хиральный жидкокристаллический эластомер (CLCE), механохромный материал, который меняет цвет при растяжении, они разработали систему, которая обеспечивает точную визуализацию деформации в змеевидных структурах в реальном времени. Кроме того, команда проверила результаты с помощью теоретического конечно-элементного анализа, подтвердив потенциал технологии для оптимизированных приложений проектирования.
ВИДЕО: Демонстрация структурных изменений цвета в реальном времени в массиве змеевидных CLCE 2×2. Кредит: POSTECH — https://techxplore.com/news/2024-12-shifts-nanoscale-real-visualization-stretchable.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter
Технологическое и промышленное значение
Этот инновационный подход устраняет необходимость в сложных процессах нанопроизводства и обеспечивает четкое понимание в реальном времени того, как деформируются змеевидные структуры. Предлагая действенные рекомендации по проектированию для оптимизации этих структур в различных средах растяжения, эта технология готова ускорить коммерциализацию растягиваемых устройств.
Профессор Чой отметил: «Это исследование открывает путь к точной оценке и проектированию соединительных структур, имеющих решающее значение для растягиваемой технологии». Он добавил, что результаты, как ожидается, расширят возможности применения и ускорят коммерциализацию в таких областях, как дисплеи, полупроводники, датчики, электронная кожа, умная одежда и мягкая робототехника.
Дополнительная информация: Сан Хён Хан и др., Оптическая визуализация растягиваемых серпантинных межсоединений с использованием хиральных жидкокристаллических эластомеров, Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202408346
Информация о журнале: Advanced Science