Een onderzoeksgroep onder leiding van Prof. Chen Tao aan het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academy of Sciences (CAS), een nieuw, zacht, zelfherstellend en zelfklevend mens-machine interactief touchpad ontwikkeld op basis van transparante nanocomposiet hydrogels, in samenwerking met de onderzoekers van het Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems van CAS. De studie is gepubliceerd in Geavanceerde materialen .

Met de snelle ontwikkeling van informatietechnologie en het internet der dingen, flexibele en draagbare elektronische apparaten krijgen steeds meer aandacht. Een touchpad is een vereist invoerapparaat voor een mobiele telefoon, smart appliance en point-of-information terminal. Indiumtinoxide (ITO) is gebruikt als de dominante transparante geleidende film voor de productie van commerciële touchpads, die onvermijdelijk duidelijke tekortkomingen hebben, zoals breekbaarheid.

Om de rekbaarheid en biocompatibiliteit van touchpads te verbeteren om hun interactie met mensen mogelijk te maken, de onderzoekers van NIMTE ontwikkelden zeer transparante en rekbare polyzwitterion-klei nanocomposiet hydrogels met een doorlaatbaarheid van 98,8% en een breukrek van meer dan 1500%.

Dankzij de gesynthetiseerde hydrogel als transparante ionengeleider, ze maakten zelfherstellende mens-machine interactieve touchpads, die drukgevoelige kleefstof zijn voor verschillende gebogen of vlakke isolerende substraten, inclusief glas, hout, katoenen stof, poly(ethyleentereftalaat) (PET), acrylonitril-butadieen-styreen (ABS), siliconenrubber, nylon, en poly(methylmethacrylaat) (PMMA), door hechten en zacht drukken, daarmee voldoen aan de eis voor de integratie in elektronische apparaten en draagbare toepassingen.

Een oppervlakte-capacitief aanraaksysteem (SCT) werd vervolgens gebruikt voor het hydrogel-touchpad, waarbij dezelfde spanning werd toegepast op alle hoeken van het kussen, wat resulteerde in een uniform elektrostatisch veld over het kussen. Daarom, vingerpositie kan worden waargenomen door de huidige waarde in vier hoeken van de hydrogel te meten, tijdens zowel puntsgewijs aanraken als continu bewegen.

Verder, hydrogel touchpads werden geïntegreerd in computers om te tekenen, schrijven, en het spelen van elektronische spellen en toonden hoge resolutie en zelfherstellende invoerfuncties. De gelijkstroom in een cut-to-joint hydrogel herstelde zich in 21 s. Daarnaast, de trekeigenschappen en vingerlocatiefunctie van gesneden en vervolgens samengevoegde hydrogels herstelden zich geleidelijk.

De studie kan licht werpen op het gebruik van polymere nanocomposiet hydrogels als flexibele mens-machine communicatie-interfaces met de zelfgenezende aard.