Flexibele elektronica staat of valt met metalen die uitrekbaar zijn over een behoorlijke afstand. Onderzoekers van de Washington State University in de VS hebben nu een materiaal uitgerekt tot twee keer zijn oorspronkelijke lengte. Dit materiaal bestaat uit een laagje indium op het polymeer PDMS. Met de ontdekking lijkt indium een belangrijke kandidaat voor toepassing in flexibele elektronica.
Zulke elektronica is al jaren een belofte. Onderzoekers spreken van toepassingen als sensoren op het lichaam, buigzame beeldschermen, uitrekbare buigzame elektronische schakelingen en flexibele medische hulpmiddelen. Een voorwaarde voor dit soort devices is dat ingenieurs materialen kunnen maken die zowel goed stroom geleiden als buigzaam en elastisch zijn. Vaak wordt dat opgelost door geleidende spoortjes te maken die meanderen, de vorm hebben van een veer. Hierdoor neemt echter de lengte en dus ook de weerstand van het spoortje toe en daarmee het energieverbruik van een eventueel systeem. Daarnaast hebben deze baantjes veel ruimte nodig, waardoor elektronische componenten niet dicht op elkaar gepakt kunnen worden, hetgeen wel vaak gewenst is.
Geleidend en buigzaam
Om al die redenen zijn materiaalkundigen voortdurend op zoek naar materialen die stroom geleiden en buigzaam zijn. Goud voldoet, maar is niet te betalen als het in grote hoeveelheden wordt gebruikt. Koper is betaalbaar, maar dat blijkt te barsten bij een rek van dertig procent. Zo kwamen de onderzoekers van de Amerikaanse Washington State University uit bij indium, een zacht zilverkleurig metaal. Ze brachten dit aan op een substraat van het polymeer polydimethylsiloxaan (PDMS), een kunststof die goed vervormbaar, stabiel en biocompatibel is.
In proeven bleek het dubbellaags materiaal uitrekbaar te zijn tot wel twee maal zijn oorspronkelijke lengte. En toen begaf niet het metaal het, maar het PDMS. Onderzoeksleider Rahul Panat heeft er vertrouwen in dat deze eerste resultaten leiden tot toepassing in elektronica. ‘Het is erg ongebruikelijk dat een metaalfilm uit te rekken is tot de dubbele lengte, dus dit is een flinke stap voorwaarts.’ Fundamenteel begrip over wat er gebeurt in het indium, is er nog niet. ‘We hebben een eerste idee van een model dat beschrijft wat er gebeurt. Maar dat model moet nog helemaal getest worden.’
Lead image credit: Flexed Plastic, ongerelateerd aan het flexibele indium
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.