Als een yoga-beginner, elektronische componenten rekken niet gemakkelijk uit. Maar dat verandert dankzij een variatie op origami waarbij gevouwen stukjes papier worden gesneden.

In een studie gepubliceerd op 2 april in het tijdschrift Geavanceerde materialen , een door de Universiteit van Buffalo geleid onderzoeksteam beschrijft hoe kirigami zijn inspanningen heeft geïnspireerd om kneedbare elektronische circuits te bouwen.

Hun innovatie - het creëren van kleine vellen sterke maar buigbare elektronische materialen gemaakt van geselecteerde polymeren en nanodraden - zou kunnen leiden tot verbeteringen in slimme kleding, elektronische huid en andere toepassingen die flexibele circuits vereisen.

"Traditionele elektronica, zoals de printplaten in tablets en andere elektronische apparaten, zijn rigide. Dat past niet bij het menselijk lichaam, die vol bochten en bochten is, vooral als we gaan verhuizen, zegt hoofdauteur Shenqiang Ren, hoogleraar bij de faculteit Werktuigbouwkunde en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek.

"We hebben de ontwerpprincipes achter kirigami onderzocht, wat een efficiënte en mooie kunstvorm is, en ze toegepast op ons werk om een ​​veel sterkere en rekbare stroomgeleider te ontwikkelen, " zegt Rens, ook lid van UB's RENEW Institute, die zich toelegt op het oplossen van complexe milieuproblemen.

De studie, waaronder computationele modelleringsbijdragen van Temple University-onderzoekers, maakt gebruik van nanoconfinement-engineering en strain-engineering (een strategie in de productie van halfgeleiders die wordt gebruikt om de prestaties van apparaten te verbeteren).

Zonder kirigami, het polymeer - bekend als PthTFB - kan tot 6 procent van zijn oorspronkelijke vorm worden vervormd zonder de elektronische geleidbaarheid te veranderen. Met kirigami, het polymeer kan tot 2 uitrekken, 000 procent. Ook, de geleidbaarheid van PthTFB met kirigami neemt toe met drie ordes van grootte.

De vooruitgang heeft veel potentiële toepassingen, inclusief elektronische huid (dun elektronisch materiaal dat de menselijke huid nabootst, vaak gebruikt in robotica en gezondheidstoepassingen), buigbare beeldschermen en elektronisch papier. Maar de meest bruikbare toepassing zou kunnen zijn in slimme kleding, een markt die volgens analisten tegen 2024 $ 4 miljard zou kunnen bereiken.