שדרוג משמעותי לטכנולוגיות לבישות

This post is also available in: English (אנגלית)

ממצאים מדעיים חדשים יכולים להביא להגברת יכולת המתיחה של חומרים אלקטרוניים גמישים שניתנים למתיחה, המחליפים את המעגלים החשמליים הקשיחים. תחום המחקר מיועד לבניית מעגלים חשמליים באמצעות הצבת מכשירים ומעגלים אלקטרונים גמישים לתוך חומרים נמתחים או הטמעה מלאה שלהם בחומר שניתן למתיחה.

אלקטרוניקה גמישה משמשת למגוון ישומים ברפואה, אנרגיה והתחום הצבאי, ויתרונה ביכולת שלה לעמוד בדחיסה, קיפול והתאמה למשטחים שאינם ישרים בלי לאבד את יכולת התפקוד שלה. באמצעות שימוש באלסטיות של פולימרים כגון סיליון, טכנולוגיות חדשות אלה יכולות לחקות את תפקוד העור.

בתחום הצבאי, משתמשים באלקטרוניקה גמישה למגוון ישומים, כגון מכשירי וויפיי נישאים ואנטנות לתקשורת ומעקב, או מכשירים לבישים. מכשירים אלקטרונים גמישים יכולים להיות מיושמים בשימושים כגון פרוטזות גפיים. ניתן לשלב את האלקטרוניקה ישירות לתוך אריג (כפי שעושים כיום עם גומי) כדי לקבל בדים חכמים לאתלטים, מדי צבא ועוד. פאצ'ים חכמים יכולים לספק פרטים מדויקים יותר על מצב פיזי של האתלט או החייל, מידע על אימונים ומניעת פציעה.

החומר Ecoflex שמשמש לישומים מסחריים כמו יצירת תבניות ומסיכות לתעשיית הסרטים ולפרוטזות, הוא אלסטומר (חומר דמוי גומי) הסיליקון המוביל בעולם המחקר. בעקבות שימוש בדגימה של החומר, גילו חוקרים סוג חדש של שבר. דר' מאט פאר, מרצה להנדסת מכונות באוניברסיטת טקסס A&M וסאונגיון לי, בוגר האוניברסיטה, עומדים מאחורי התגלית.

המחקר עוסק בסדקים צדיים, כאשר שבר מתפצל מקצה של סדק ומתרחב בניצב לקרע המקורי.

ממצאי החוקרים לא רק מספקים נקודת ראות חדשה ורעננה על היווצרות שברים והדרכים להגביר את גמישות האלסטומרים, אלא גם מניחים את היסודות לחומרים חדשים העמידים לקריעה או שבר.

"במקור החומר הוא איזוטופי, כלומר יש לו את אותן תכונות מכל הכיוונים. אבל ברגע שמתחילים למתוח אותו, יוצרים שינויים מיקרו-מבניים בחומר, שהופכים אותו לאניסוטרופי – בעל תכונות שונות בכיוונים שונים", מסביר פאר. "בדרך כלל, כשאנשים חושבים על שבר בחומר מסוים, הם אינם חושבים על כך שההתנגדות לשבר מבוססת על כיוונים שונים".

באמצעות המחקר על איך ניתן להנדס לאחור מיקרו-מבנים שמובילים לסדקים צידיים, החוקרים יכולים לרתום את היתרונות ולפתח ישומים לחומרים שאינם מציגים בדרך כלל סדקים כאלה. הדבר יכול להוביל לפיתוח התנגדות גבוהה יותר לסדקים בשכבות הדקות ביותר של אלסטומרים המשמשים בתעשיית האלקטרוניקה הגמישה, ואף ליתר גמישות – שני היבטים שמהווים את המפתח לקידום ולשימושיות של טכנולוגיות אלה בעתיד, כך מדווח phys.org.