Исследователи из Китая разработали проводящие волокна-на основе полиуретана, которые могут растягиваться в пять раз по сравнению с первоначальной длиной, самовосстанавливаются-после разрезания и поддерживают-чувствительные к прикосновению ткани с подсветкой.
Волокна были изготовлены методом мокрого-прядения смеси полиуретана и ионной жидкости. Образовавшаяся взаимосвязанная ионопроводящая сеть поддерживала пути движения ионов, в то время как окружающие цепи ПУ претерпевали существенную деформацию.
Исследователи из Университета Дунхуа, Университета Цзилинь и китайской группы FAW включили эти волокна в электролюминесцентные устройства переменного-тока, предназначенные для носимых дисплеев и человеко-машинных интерфейсов.
Волокна достигли удлинения 500 % и ионной проводимости 2,8 × 10–6 См/см. Исследовательская группа заявила, что они сохранили стабильные механические характеристики при повторных циклах растяжения без явного ухудшения.
Ионная жидкость, диспергированная внутри эластомерной полиуретановой матрицы, позволяла проводящей сети приспосабливаться к движению, не прерывая транспорт ионов. Это позволило устройствам продолжать излучать свет, несмотря на большие деформации.
Исследователи также продемонстрировали освещение, реагирующее на прикосновение-с помощью емкостной связи между телом пользователя и волокном. Прикосновение к устройству изменило его электрическое поле и вызвало видимую реакцию без необходимости использования обычного механического переключателя.
После того, как волокно было разорвано, динамические взаимодействия внутри полиуретана позволили разрезанным поверхностям воссоединиться при комнатной температуре. Затем ионная жидкость-восстановила внутренний проводящий путь, восстановив как электрическую проводимость, так и-эффективность светоизлучения.
Команда заявила, что обычным электролюминесцентным волокнам часто сложно сочетать растяжимость, механическую прочность и стабильную светоотдачу. Повреждение проводящего пути может навсегда вывести из строя эти устройства, а повторное движение может привести к растрескиванию, расслоению или потере проводимости.
Исследователи полагают, что сочетание эластичности,-самовосстановления и чувствительности к прикосновению может сделать полиуретановые волокна пригодными для изготовления умной одежды, гибких дисплеев и интерактивных человеко-машинных интерфейсов.
Работа пока находится на лабораторной стадии, и исследователи не сообщили о коммерческих-производственных испытаниях, испытаниях при стирке или долгосрочных-эффективных свойствах при нормальных условиях-использования одежды.
Исследование «Сверхрастягивающиеся и механически прочные ионные проводящие волокна позволяют использовать носимую электролюминесцентную электронику с большой устойчивостью к деформации и емкостной связью с телом» было опубликовано в журналеЖурнал материаловедения11 августа.