Forskere i Kina har utviklet polyuretanbaserte-ledende fibre som kan strekke seg til fem ganger sin opprinnelige lengde, selv-hele etter å ha blitt kuttet og støtte berøringsfølsomme-belyste tekstiler.
Fibrene ble produsert ved å våtspinne-en blanding av polyuretan og en ionisk væske. Det resulterende sammenkoblede ione-nettverket opprettholdt veier for ionebevegelse da de omkringliggende PU-kjedene gjennomgikk betydelig deformasjon.
Forskere fra Donghua University, Jilin University og China FAW Group inkorporerte fibrene i vekselstrøm-elektroluminescerende enheter beregnet for bærbare skjermer og menneskelige-maskingrensesnitt.
Fibrene oppnådde en forlengelse på 500 % og ionisk ledningsevne på 2,8 × 10−6 S/cm. Forskerteamet sa at de beholdt stabil mekanisk ytelse over gjentatte strekksykluser uten åpenbar nedbrytning.
Den ioniske væsken spredt i den elastomere PU-matrisen tillot det ledende nettverket å romme bevegelse uten å avbryte ionetransporten. Dette gjorde at enhetene kunne fortsette å sende ut lys mens de gjennomgikk store deformasjoner.
Forskerne demonstrerte også berøringsfølsom-belysning ved bruk av kapasitiv kobling mellom brukerens kropp og fiberen. Berøring av enheten endret dets elektriske felt og utløste en synlig respons uten å kreve en konvensjonell mekanisk bryter.
Etter at en fiber ble kuttet, tillot dynamiske interaksjoner i polyuretanet at de kuttede overflatene kunne kobles sammen igjen ved romtemperatur. Den ioniske væsken -reetablerte deretter den interne ledende banen, og gjenopprettet både elektrisk ledning og lys-ytelse.
Teamet sa at konvensjonelle elektroluminescerende fibre ofte sliter med å kombinere strekkbarhet, mekanisk holdbarhet og stabil lyseffekt. Skade på en ledende bane kan deaktivere disse enhetene permanent, mens gjentatte bevegelser kan forårsake sprekker, delaminering eller tap av ledningsevne.
Forskerne mener at kombinasjonen av elastisitet, selv-helbredelse og berøringsfølsomhet kan gjøre PU-fibrene egnet for smarte klær, fleksible skjermer og interaktive menneskelige-maskingrensesnitt.
Arbeidet forblir på laboratoriestadiet, og forskerne rapporterte ikke kommersielle-produksjonsforsøk, vasketester eller langtids-ytelse under normale plagg-bruksforhold.
Studien, "Ultrastrukbare og mekanisk robuste ioniske ledende fibre muliggjør bærbar elektroluminescerende elektronikk med stor deformasjonstoleranse og kropps-kapasitiv kobling," ble publisert iJournal of Materials Scienceden 11. august.