Rekbare elektronica is waar techniek en speciale effecten uit Hollywood samenkomen.

Met een breed aanbod van zorg, energie en militaire toepassingen, rekbare elektronica wordt vereerd vanwege hun vermogen om te worden gecomprimeerd, gedraaid en aangepast aan oneffen oppervlakken zonder functionaliteit te verliezen.

Door gebruik te maken van de elasticiteit van polymeren zoals siliconen, deze opkomende technologieën zijn gemaakt om te bewegen op manieren die de huid nabootsen.

Dit werpt een licht op waarom Smooth-On Ecoflex, een stof die het meest commercieel wordt gebruikt om mallen en filmmaskers en protheses te maken, is het meest prominente siliconenelastomeer (een rubberachtige substantie) dat in onderzoek is gevonden.

Tijdens het hanteren van een monster van het materiaal, Dr. Matt Pharr, assistent-professor aan de J. Mike Walker '66 Department of Mechanical Engineering aan de Texas A&M University, en afgestudeerde student Seunghyun Lee, onlangs een nieuw type fractuur ontdekt.

"Ik heb wat werk gedaan op het gebied van rekbare elektronica, dus ik heb veel materiaal van toen ik postdoc was. We moesten monsters opslaan in ons kantoor en, hetzelfde, Ik had er hier een paar omdat we ze gingen gebruiken in een project dat we uiteindelijk niet deden. Ik ben een nerveuze friemelaar en terwijl ik ermee aan het spelen was, Ik merkte iets raars op, ' zei Phar.

Deze eigenaardigheid noemen Pharr en Lee in hun recente publicatie "Sideways and Stable Crack Propagation in a Silicone Elastomer" zijwaartse scheurvorming. Dit fenomeen is wanneer een breuk vertakt van een scheurpunt en zich loodrecht op de oorspronkelijke scheur uitstrekt.

Hun bevindingen geven niet alleen een frisse, nieuw perspectief op de vorming van factures en hoe de rekbaarheid in elastomeren te vergroten, maar ook de basis leggen voor meer scheur- en breukvaste materialen.

"Aanvankelijk is dit materiaal isotoop, wat betekent dat het in alle richtingen dezelfde eigenschappen heeft. Maar als je het eenmaal begint uit te rekken, je veroorzaakt een aantal microstructurele veranderingen in het materiaal waardoor het anisotroop wordt - verschillende eigenschappen in alle verschillende richtingen, "zei Pharr. "Meestal, wanneer mensen denken aan breuk van een bepaald materiaal, ze denken er niet aan dat breukweerstand anders is op basis van richting."

Deze conceptualisering, echter, is van cruciaal belang voor innovatie en vooruitgang in rekbare elektronica.

Zoals Pharr uitlegde, bij het laden, polymeren met insnijdingen hebben de neiging om van het ene uiteinde naar het andere te worden gescheurd. Echter, materialen die zijdelings scheuren vertonen, zorgen ervoor dat de breuk niet dieper wordt. In plaats daarvan, de incisie breidt zich eenvoudig uit naast de rest van het elastomeer en uiteindelijk, eenmaal genoeg uitgerekt, ziet eruit als niets meer dan een kleine deuk in het oppervlak van het materiaal - verdere bedreiging van de oorspronkelijke scheur tenietdoen.

Hierdoor behoudt het ongeschonden gedeelte van een elastomeer zijn dragende en functionele eigenschappen, dit alles terwijl de rekbaarheid wordt vergroot.

Vooruit gaan, door te onderzoeken hoe microstructuren die tot zijwaartse scheurvorming leiden, kunnen worden reverse-engineered, onderzoekers kunnen de voordelen ervan benutten en toepassingsmethoden ontwikkelen voor materialen die normaal gesproken dergelijke breuken niet vertonen. Dit zou leiden tot een betere breukweerstand in de zeer dunne lagen elastomeren die worden gebruikt in rekbare elektronica, evenals een grotere rekbaarheid - die beide de sleutel zijn tot de vooruitgang en toekomstige bruikbaarheid van dergelijke technologieën.

"Naar mij, dit is wetenschappelijk intrigerend, "zei Pharr. "Het wordt niet verwacht. En iets zien dat ik niet verwacht, wekt altijd nieuwsgierigheid. (Het materiaal) zit letterlijk in een la van mijn bureau en dit is allemaal geïnspireerd door wat rond te spelen."