Flexibele circuits zijn een zeer gewilde grondstof geworden in de moderne technologie, met toepassingen in de biotechnologie, elektronica, monitoren en schermen, van bijzonder belang zijn. Een nieuw artikel geschreven door John F. Niven, Vakgroep Natuur- en Sterrenkunde, McMaster-universiteit, Hamilton, Ontario, gepubliceerd in EPJ E , heeft tot doel te begrijpen hoe materialen die worden gebruikt in flexibele elektronica zich gedragen onder stress en spanning, bijzonder, hoe ze kreuken en knikken.

Het ontwerp van flexibele circuits omvat over het algemeen een dunne stijve afdeklaag - een metalen of polymere film - die op een dik flexibel substraat wordt geplaatst - een zacht en rekbaar elastomeer. Het samenpersen van deze stijve afdeklaag kan leiden tot lokale knikken met een sinusoïdaal rimpelpatroon waardoor het overtollige oppervlak kan worden opgevangen door het samengedrukte substraat.

Bij het ontwerpen van biomedische apparaten en draagbare elektronica, mechanisch veroorzaakt knikken is het meest plausibele mechanisme. Dus, voor dergelijke toepassingen, het is van vitaal belang om mechanische instabiliteiten te begrijpen en hoe deze afhankelijk zijn van de geometrie en materiaaleigenschappen van de afzonderlijke lagen. Het uiteindelijke doel is het voorkomen van verlies van binding tussen lagen en het ontstaan ​​van holtes.

Niven en zijn collega's voerden een experiment uit om de geometrische parameters te bepalen die bepalen hoe een vrijstaande dubbellaagse film overgaat in globale of lokale knik. Het experiment mat ook het effect van verschillende kenmerken van de afdekfilm en substraatlagen, zoals hun relatieve dikte. Er werd biaxiaal spanning op het materiaal - elastosilplaten - gelegd door de goed hechtende lagen in verschillende richtingen te verschuiven, terwijl de loodrechte richting van het materiaal vast blijft.

Het resultaat van de experimenten van het team was een krachtbalansmodel waarmee onderzoekers het gedrag van dergelijke systemen beter kunnen begrijpen, omdat de dikteverhouding tussen de filmlaag en het substraat wordt aangepast, en kwantificeer de hoeveelheid en aard van kreuken en knikken in materialen die de basis zouden kunnen vormen van de volgende generatie elektronica.