In een doorbraak die een revolutie teweeg zou kunnen brengen op het gebied van flexibele elektronica, hebben onderzoekers van de University of California, Berkeley, een nieuwe nanobuisstructuur ontwikkeld die de sterkte en duurzaamheid van dunne films aanzienlijk verbetert. Dit baanbrekende materiaal, samengesteld uit koolstofnanobuisjes, heeft een enorm potentieel voor toepassingen in flexibele elektronische apparaten zoals opvouwbare displays, draagbare sensoren en rekbare circuits.

De belangrijkste innovatie ligt in de unieke opstelling van koolstofnanobuisjes in de dunne film. Door gebruik te maken van een techniek die bekend staat als 'shear-assisted deposition', konden de onderzoekers de nanobuisjes nauwkeurig uitlijnen in een zeer geordend, baksteen-en-mortel-achtig patroon. Deze opstelling zorgt voor een uitzonderlijke versterking van de dunne film, waardoor deze bestand is tegen buigen, vouwen en strekken zonder de elektrische prestaties in gevaar te brengen.

"De kracht van deze met nanobuisjes versterkte dunne films is werkelijk opmerkelijk", zegt professor Lihua Jin, die het onderzoeksteam leidde, enthousiast. "Onze experimenten hebben aangetoond dat de films meer dan 100.000 keer kunnen worden gevouwen zonder enige tekenen van schade of verslechtering van hun elektrische eigenschappen. Dit niveau van veerkracht overtreft ruimschoots dat van conventionele dunne films die worden gebruikt in flexibele elektronica."

De gevolgen van deze doorbraak zijn enorm. Flexibele elektronische apparaten worden al lange tijd gehinderd door de kwetsbaarheid van dunne films, die gevoelig zijn voor barsten en scheuren onder mechanische belasting. De integratie van de koolstofnanobuisversterking pakt deze cruciale uitdaging aan en maakt de weg vrij voor de ontwikkeling van zeer duurzame en betrouwbare flexibele elektronica.

"Deze ontdekking opent nieuwe mogelijkheden voor flexibele elektronicatoepassingen die voorheen beperkt waren door materiële beperkingen", merkte Dr. Emily Chen op, een postdoctoraal onderzoeker die bij het onderzoek betrokken was. "De combinatie van sterkte, flexibiliteit en elektrische geleidbaarheid in deze met nanobuisjes versterkte dunne films maakt ze ideaal voor een breed scala aan geavanceerde technologieën, waaronder draagbare gezondheidsmonitors, elektronische huidsensoren en zelfs opvouwbare smartphones."

Het onderzoeksteam onderzoekt nu praktische toepassingen van hun met nanobuisjes versterkte dunne films in samenwerking met industriële partners. Ze voorzien een toekomst waarin flexibele elektronica naadloos in ons dagelijks leven kan worden geïntegreerd, waardoor elektronische apparaten meer gemak, functionaliteit en duurzaamheid bieden.

Deze baanbrekende vooruitgang vertegenwoordigt een belangrijke mijlpaal in de zoektocht naar robuuste materialen voor flexibele elektronica. Door gebruik te maken van de uitzonderlijke eigenschappen van koolstofnanobuisjes hebben onderzoekers van UC Berkeley de visie van duurzame en veelzijdige flexibele elektronica dichter bij de realiteit gebracht.