Çin'deki araştırmacılar, orijinal uzunluğunun beş katına kadar esneyebilen, kesildikten sonra kendi-kendini iyileştirebilen ve dokunmaya- duyarlı aydınlatmalı tekstilleri destekleyen poliüretan-bazlı iletken lifler geliştirdiler.
Lifler, poliüretan ve iyonik bir sıvı karışımının ıslak-eğirmesi yoluyla üretildi. Ortaya çıkan birbirine bağlı iyon-iletken ağ, çevredeki PU zincirleri önemli ölçüde deformasyona uğradığından iyon hareketi için yolları korudu.
Donghua Üniversitesi, Jilin Üniversitesi ve China FAW Group'tan araştırmacılar, fiberleri giyilebilir ekranlar ve insan-makine arayüzleri için tasarlanmış alternatif-akımlı elektrominesanslı cihazlara dahil etti.
Lifler %500 uzamaya ve 2,8 × 10−6 S/cm iyon iletkenliğine ulaştı. Araştırma ekibi, belirgin bir bozulma olmaksızın tekrarlanan germe döngüleri boyunca istikrarlı mekanik performansı koruduklarını söyledi.
Elastomerik PU matrisi içinde dağılmış iyonik sıvı, iletken ağın iyon aktarımını kesintiye uğratmadan harekete uyum sağlamasına olanak sağladı. Bu, cihazların büyük deformasyonlara uğrarken ışık yaymaya devam etmesini sağladı.
Araştırmacılar ayrıca kullanıcının vücudu ile fiber arasındaki kapasitif bağlantıyı kullanarak dokunmaya duyarlı aydınlatmayı da gösterdiler. Cihaza dokunmak elektrik alanını değiştirdi ve geleneksel bir mekanik anahtar gerektirmeden gözle görülür bir tepkiyi tetikledi.
Bir elyaf kesildikten sonra, poliüretan içindeki dinamik etkileşimler kesilen yüzeylerin oda sıcaklığında yeniden bağlanmasını sağladı. İyonik sıvı daha sonra-iç iletken yolu yeniden oluşturarak hem elektrik iletimini hem de ışık-yayma performansını eski haline getirdi.
Ekip, geleneksel elektrominesanslı fiberlerin sıklıkla gerilebilirlik, mekanik dayanıklılık ve istikrarlı ışık çıkışını birleştirmede zorluk yaşadığını söyledi. İletken bir yolun hasar görmesi bu cihazları kalıcı olarak devre dışı bırakabilir; tekrarlanan hareket ise çatlamaya, katmanlara ayrılmaya veya iletkenlik kaybına neden olabilir.
Araştırmacılar esneklik, kendi kendini iyileştirme ve dokunma duyarlılığı kombinasyonunun PU elyaflarını akıllı giysiler, esnek ekranlar ve etkileşimli insan-makine arayüzleri için uygun hale getirebileceğine inanıyor.
Çalışma laboratuvar aşamasındadır ve araştırmacılar ticari-ölçekli üretim denemelerini, yıkama testlerini veya normal giysi-kullanım koşulları altında uzun vadeli performansı- raporlamamıştır.
"Ultra gerilebilir ve mekanik açıdan sağlam iyonik iletken fiberler, büyük deformasyon toleransına ve vücut-kapasitif bağlantısına sahip giyilebilir elektrominesanslı elektroniklere olanak tanır" başlıklı çalışma, şu dergide yayınlandı:Malzeme Bilimi Dergisi11 Ağustos'ta.