Forskere i Kina har udviklet polyurethan-baserede ledende fibre, der kan strække sig til fem gange deres oprindelige længde, selv-helbredende efter at være blevet skåret og understøtter berøringsfølsomme-belyste tekstiler.
Fibrene blev fremstillet ved at vådspinde-en blanding af polyurethan og en ionisk væske. Det resulterende indbyrdes forbundne ion-ledende netværk opretholdt veje til ionbevægelse, da de omgivende PU-kæder undergik væsentlig deformation.
Forskere fra Donghua University, Jilin University og China FAW Group inkorporerede fibrene i vekselstrøm-elektroluminescerende enheder beregnet til bærbare skærme og menneskelige-maskinegrænseflader.
Fibrene opnåede en forlængelse på 500% og ionisk ledningsevne på 2,8 × 10−6 S/cm. Forskerholdet sagde, at de bibeholdt stabil mekanisk ydeevne over gentagne strækcyklusser uden åbenbar nedbrydning.
Den ioniske væske spredt i den elastomere PU-matrix tillod det ledende netværk at rumme bevægelse uden at afbryde iontransporten. Dette gjorde det muligt for enhederne at fortsætte med at udsende lys, mens de undergik store deformationer.
Forskerne demonstrerede også berøringsfølsom-belysning ved hjælp af kapacitiv kobling mellem bærerens krop og fiberen. Berøring af enheden ændrede dens elektriske felt og udløste en synlig reaktion uden at kræve en konventionel mekanisk kontakt.
Efter at en fiber var afskåret, tillod dynamiske vekselvirkninger i polyurethanen, at de afskårne overflader genforbindes ved stuetemperatur. Den ioniske væske -genoprettede derefter den interne ledende bane, og genoprettede både elektrisk ledning og lys-emitterende ydeevne.
Holdet sagde, at konventionelle elektroluminescerende fibre ofte kæmper for at kombinere strækbarhed, mekanisk holdbarhed og stabilt lysudbytte. Beskadigelse af en ledende bane kan permanent deaktivere disse enheder, mens gentagne bevægelser kan forårsage revner, delaminering eller tab af ledningsevne.
Forskerne mener, at kombinationen af elasticitet, selv-helbredelse og berøringsfølsomhed kan gøre PU-fibrene velegnede til smart beklædning, fleksible skærme og interaktive menneskelige-maskinegrænseflader.
Arbejdet forbliver på laboratoriestadiet, og forskerne rapporterede ikke om kommercielle-produktionsforsøg, vasketests eller langtids-ydelse under normale beklædningsgenstande-.
Undersøgelsen, "Ultrastrækbare og mekanisk robuste ionledende fibre muliggør bærbar elektroluminescerende elektronik med stor deformationstolerance og krops-kapacitiv kobling," blev offentliggjort iTidsskrift for Materialevidenskabden 11. august.