Японские ученые разработали самосборную тонкоплёночную электронику

Инженеры разработали гибкие электронные модули, которые автоматически соединяются, передают энергию и сигналы, а затем могут изменять свою конфигурацию по команде

Прочие новости021:59

Исследователи из Университета Кюсю (Kyushu University) создали тонкоплёночную электронику, способную самостоятельно соединяться, разъединяться и изменять свою конфигурацию. Создатели называют этот новый класс устройств «кинетической электроникой» — в отличие от традиционной электроники, собранной в жесткую цельную конструкцию, такие модули могут физически перемещаться и соединяться друг с другом.

Ключевым компонентом разработки является интегрированная в одну тонкую пленку электрическая схема и исполнительный механизм. Последний состоит из полипропилена и полиимида — полимеров, которые по-разному реагируют на нагрев. Встроенный золотой микронагреватель заставляет пленку изгибаться, что позволяет модулю выполнять механические действия без внешнего источника энергии.

На основании этого принципа инженеры создали несколько вариантов механизма соединения. Один из них использует систему петель и крючков, другой — захват в форме «когтя», который, после соединения, остается зафиксированным даже при полном отключении питания. При этом модули одновременно формируют механическое соединение и электрический контакт, позволяя обмениваться энергией и сигналами.

Система функционирует при напряжении 5–12 В. В процессе соединения механизм с зондом обеспечивает деформацию до 10 мм при мощности 1,1 Вт. Отдельный модуль разъединения в среднем потребляет всего 0,43 Вт, сохраняя удерживающее усилие до 618 мгс (миллиграмм-силы, примерно 6,1 мН). Соединение остается стабильным даже после полного отключения питания.

Авторы разработали 2 конфигурации таких устройств: механизм сборки с плоским зондом и модульная система разделения. Испытания подтвердили возможность создания перестраиваемых тонкоплёночных электронных систем, которые могут самостоятельно собираться из отдельных модулей и сохранять работоспособность после соединения.

Разработка нацелена на гибкую электронику, включая носимые медицинские датчики, импланты и мягкие роботы. В будущем такие устройства смогут менять форму в зависимости от задачи, перестраивать свою конфигурацию и автоматически восстанавливать соединения после повреждений.

Darth SaharaИсточники:npj Flexible ElectronicsПрочие новости0РобототехникаавтоматизацияНосимая электроникаПолимерыМягкие роботыМедицинские датчики21:59