Kuvaa vääristämätöntä venyvyyttä ja itsekorjautuvuutta

Joustavilta näyttömateriaaleilta kaivataan ominaisuuksia jotka eivät vääristä kuvioita tai asetu huonosti iholle.

Yleiset elastomeeriset substraatit ovat alttiita näytön vääristymille johtuen "Poissonin suhde" ilmiöstä, jossa yhteen suuntaan venyminen saa näytön kutistumaan pystysuunnassa. Erityisesti elektroniikka, joka on läheisessä kosketuksessa ihon kanssa, kuten puettavat laitteet, on vaarassa rypistyä tai vetää ihoa venytyksen ja kutistumisen aikana, mikä johtaa huonoon istuvuuden ja suorituskyvyn huononemiseen.

Tohtori Jeong Gon Sonin Korean tiede- ja teknologiainstituutista (KIST) ja professori Yongtaek Hong Soulin kansallisesta yliopistosta johtama tutkimusryhmä on kehittänyt nanorakenteen mukaisen venyvän substraatin, joka alentaa dramaattisesti Poissonin suhdetta.

Tutkimus on huomionarvoinen kyvystään pienentää Poissonin suhdetta ja säilyttäen samalla läpinäkyvyys sekä ratkaista samalla näytön vääristymisen ja valonsironnan ongelmat.

Tutkijat saavuttivat tämän yhdistämällä kaksi keskeistä ideaa. Ensimmäisessä he käyttivät lohkokopolymeerejä, jotka ovat polymeerilohkoja, jotka on liitetty yhteen sisäisten nanorakenteiden kohdistamiseksi.

Kun tavanomaisten elastomeerien Poissonin suhde on 0,4 - 0,5, tutkijat ovat vähentäneet materiaalinsa Poissonin suhteeksi 0,07 tai pienemmäksi, mikä vähentää näytön vääristymää huomattavasti.

Toinen idea oli ottaa käyttöön leikkausvalssausprosessi nanorakenteiden kohdistamiseksi tasaisesti alustan poikki. Se käyttää telojen ja vaiheiden välisiä nopeuseroja tasaisen leikkausvoiman kohdistamiseksi korkeissa lämpötiloissa.

Aalto- ja Bayreut- yliopistojen tutkijat ovat kehittäneet ihonkaltaisen geelin, joka osaa korjata itse itsensä

Kehitetty hydrogeeli voittaa aikaisemmat rajoitukset ja avaa oven sellaisille sovelluksille kuin lääkeannostelu, haavanhoito, pehmeät robotiikka-anturit ja keinoiho.

Hydrogeelin ainutlaatuinen rakenne yhdistää mekaanisen jäykkyyden, taipuisuuden ja itsekorjautuvuuden. Se on yhtä vahvaa, joustavaa ja pehmeää kuin iho. Ja jos se vaurioituu, se korjaa itsensä lähes täysin vuorokaudessa.

Professori Olli Ikkalan mukaan "Tulevaisuudessa meillä voi olla esimerkiksi robotteja, joilla on kestävä, itsestään paraneva iho, tai synteettisiä kudoksia, jotka korjaavat itse itsensä. Arkielämän sovelluksiin on vielä matkaa, mutta tutkimustulos voi uudistaa tapaa tehdä materiaalisuunnittelua”.

”Jäykkiä, vahvoja ja itsestään korjaantuvia hydrogeelejä on hyvin vaikea valmistaa. Olemme löytäneet mekanismin, jonka avulla tyypillisesti pehmeitä hydrogeelejä pystyy vahvistamaan toteaa Bayreuthin Hang Zhang.

Aiheista aiemmin:

Elektronista ihoa ja näyttöjä

Keinoihot ja tekoäly