Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign hebben in samenwerking met een Purdue-team ontdekt dat bepaalde kristallen flexibeler en rekbaarder zijn in vergelijking met de huidige materialen die worden gebruikt voor elektronische toepassingen. Deze nieuwe materialen zouden dus kunnen worden gebruikt voor het maken van sensoren en in robotica.

De studie "Super‐ and Ferro‐eastic Organic Semiconductors for Ultraflexible Single Crystal Electronics" werd gepubliceerd in Angewandte Chemie , het tijdschrift van de Duitse Chemische Vereniging.

Typisch, silicium en germanium worden gebruikt voor het maken van elektronica. Echter, deze materialen zijn moeilijk te gebruiken op de menselijke huid of in robotica omdat ze uit elkaar vallen als ze te veel worden uitgerekt. "Onderzoekers gebruiken twee manieren om rekbare elektronica te maken, " zei Ying Diao, een assistent-professor chemische en biomoleculaire engineering en een faculteitslid aan het Beckman Institute for Advanced Science and Technology. "Ze snijden ingewikkelde patronen uit silicium of ze ontwerpen nieuwe polymeermaterialen. deze benaderingen omvatten ofwel gecompliceerde processen of ze brengen de perfecte volgorde van de moleculen in gevaar."

Om deze beperking te overwinnen, de Diao-groep zocht naar monokristallijne materialen die gemakkelijk konden worden uitgerekt. De onderzoekers lieten zich bij hun zoektocht inspireren door de natuur. "Dit mechanisme wordt gevonden in een virus dat het bacteriofaag T4-virus wordt genoemd. De staart van dit virus is een eenkristal van eiwitmoleculen en het wordt voor meer dan 60% gecomprimeerd wanneer het virus zijn DNA in de bacteriën injecteert. De compressie vindt plaats zonder de structurele integriteit te verliezen , ' zei Diao.

"We hebben ontdekt dat bis(triisopropylsilylethynyl)pentaceenkristallen tot meer dan 10% kunnen worden uitgerekt, dat is tien keer zo hoog als de elastische limiet van de meeste eenkristallen." zei Sang Kyu Park, een postdoctoraal onderzoeker in de Diao-groep.

"De moleculen in de enkele kristallen kunnen coöperatief glijden en roteren om mechanische spanning op te vangen die hun elastische limiet overschrijdt." zei Hong Sun, een afgestudeerde student in de Kejie Zhao-groep aan de Purdue University.

"Dit mechanisme wordt ook gevonden in legeringen met vormgeheugen die verkrijgbaar zijn in winkels, "Zei Park. "Je kunt de draad vervormen en hem dan weer in zijn oorspronkelijke vorm herstellen door hem te verhitten. Echter, we zijn de eersten die dit fenomeen ontdekken in organische elektronische kristallen."