В последнее время мы все чаще и чаще слышим о разработках по созданию гибких и пластичных электронных устройств, которые могут сильно растягиваться, оставаясь при этом полностью работоспособными. Основой всего этого являются новые пластичные материалы, имеющие высокую прочность и электропроводность, но пока использование таких материалов будет весьма сложным, дорогим и, поэтому, не очень практичным. Поэтому исследователи из различных организаций работают в направлении создания гибких электронных устройств и приборов, производство которых можно наладить и с учетом существующего уровня развития технологий.Свой вариант изготовления практичной эластичной электроники предлагают исследователи из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH). Их решением является изготовление “островков” из жесткого материала, включенных в пластичный материал, который может быть растянут в три раза относительно его изначальных размеров. Использование жестких участков позволяет предохранить от деформации хрупкие электронные элементы и сохранить работоспособность устройства.
Весь материал, из которого состоит основа электронного устройства является “бутербродом” из различного вида полиуретана, полимерного вещества, широко использующегося для изготовления различных предметов. Полиуретан может быть жесток и прочен, а может быть мягким и пластичным. Свойства этого материала зависят от того, с каким другим материалом он смешан. В качестве добавок к полиуретану исследователи использовали лапонит (laponite) и алюминиевую пудру с размерами частиц порядка микрометра. Полиуретан, смешанный с алюминием, более жесток, чем полиуретан, смешанный с лапонитом.
Для того, что бы сделать полиуретан и эластичным и прочным одновременно, исследователи сделали полиуретановый лист, состоящий из различных слоев. Нижний слой является самым гибким и пластичным, он сделан из чистого полиуретана. Средний слой сделан из полиуретана, смешанного с лапонитом, а самый верхний слой является самым жестким и прочным, он состоит из полиуретана, смешанного с алюминиевой пудрой. Самый эластичный слой является всем листом основания будущего электронного устройства, а более жесткие слои как раз и формируют “шахматную сетку” площадок, на которые устанавливаются электронные компоненты.
Испытывая созданное гибкое основание, исследователи установили схемы управления и светодиодные источники света на каждом из жестких “островков”. Светодиоды продолжали светить даже тогда, когда материал основания был растянут на 150 процентов от его изначальной длины.
С одной стороны, в описанной выше технологии совершенно нет ничего необычного. Но такая технология станет еще одной технологией, которую можно использовать уже прямо сейчас, создавая на ее основе “умные” вещи, встраиваемые в одежду компьютеры и другие электронные устройства.
