Een groep onderzoekers van Waseda University heeft processen en materialen ontwikkeld voor ultradunne zelfklevende elektronische apparaten met behulp van elastomere "nanosheet" -film, het bereiken van een gemakkelijke productie met behoud van hoge elasticiteit en flexibiliteit, vijftig keer beter dan eerder gerapporteerde polymeer nanosheets.

Dit onderzoek is gepubliceerd in de Journal of Materials Chemistry C online editie, 1 februari, 2017.

Slimme elektronica en draagbare apparaten hebben verschillende vereisten voor wijdverbreide acceptatie, vooral gemak van vervaardiging en draagcomfort. De materialen en processen die zijn ontwikkeld door het Waseda University-team vertegenwoordigen enorme vooruitgang in beide criteria.

Inkjetprinten van circuits en fixeren bij lage temperatuur maken de productie mogelijk van elektronische apparaten die duurzaam en functioneel zijn, maar ook extreem dun en flexibel genoeg voor gebruik als een comfortabele, huid passend apparaat, terwijl ook de gemakkelijke verwerkingseigenschappen en bescherming van elastomere films behouden blijven. Op slechts 750 nm, de nieuwe film is ultradun en flexibel. Deze vooruitgang zou kunnen helpen de aard van draagbare elektronica te veranderen van objecten zoals polshorloges in items die minder opvallen dan een pleister.

Het Waseda-team heeft ook een methode ontwikkeld om elektronische componenten te verbinden zonder te solderen, waardoor dunnere en flexibelere elastomeerfilms mogelijk zijn (SBS:polystyreen-polybutadieen-polystyreen). Geleidende "bedrading" wordt gecreëerd door inkjetprinten, wat kan worden gedaan met een printer van het huishoudelijke type zonder dat er cleanroom-omstandigheden nodig zijn. Verder, geleidende lijnen en elementen zoals chips en LED's zijn verbonden door lijm tussen twee elastomere nanoplaten, zonder gebruik te maken van chemische binding door solderen of speciale geleidende lijmen.

Dankzij de eenvoudige, processen bij lage temperatuur, de resulterende ultradunne structuren zorgen voor een betere hechting, zonder gebruik te maken van zelfklevende materialen zoals tape of lijm, betere elasticiteit en comfort voor huidcontacttoepassingen. Het nieuwe systeem bleek meerdere dagen functioneel te zijn op een kunsthuidmodel.

Deze resultaten werden bereikt door samenwerking tussen drie specialismen:Moleculaire assemblage en biomaterialenwetenschap; medische robotica en revalidatietechniek; en micro-elektromechanische systemen, dankzij samenwerkingsstructuren bij Waseda University.

Het gebruik van deze producten omvat naar verwachting mens-machine-interfaces en sensoren in de vorm van elektronische tatoeages, als radicaal verbeterde instrumenten voor de geneeskunde, zorg- en sporttrainingen.

Deze toepassingen zijn onderwerp van nader onderzoek door het Waseda University Institute of Advanced Active Ageing Research.