Pesquisadores na China desenvolveram fibras condutoras-à base de poliuretano que podem esticar até cinco vezes seu comprimento original, auto-curar-se após serem cortadas e suportar tecidos iluminados-responsivos ao toque.
As fibras foram produzidas por fiação-úmida de uma mistura de poliuretano e um líquido iônico. A rede condutora-iônica interconectada resultante manteve caminhos para o movimento iônico à medida que as cadeias de PU circundantes sofriam deformação substancial.
Pesquisadores da Universidade de Donghua, da Universidade de Jilin e do Grupo FAW da China incorporaram as fibras em dispositivos eletroluminescentes de-corrente alternada destinados a telas vestíveis e interfaces-homem-máquina.
As fibras alcançaram um alongamento de 500% e condutividade iônica de 2,8 × 10−6 S/cm. A equipe de pesquisa disse que eles mantiveram um desempenho mecânico estável durante repetidos ciclos de alongamento, sem degradação óbvia.
O líquido iônico disperso na matriz elastomérica de PU permitiu que a rede condutora acomodasse o movimento sem interromper o transporte de íons. Isso permitiu que os dispositivos continuassem emitindo luz enquanto sofriam grandes deformações.
Os pesquisadores também demonstraram iluminação responsiva-ao toque usando acoplamento capacitivo entre o corpo do usuário e a fibra. Tocar no dispositivo alterou seu campo elétrico e desencadeou uma resposta visível sem a necessidade de um interruptor mecânico convencional.
Depois que uma fibra foi cortada, as interações dinâmicas dentro do poliuretano permitiram que as superfícies cortadas se reconectassem à temperatura ambiente. O líquido iônico então restabeleceu-o caminho condutor interno, restaurando a condução elétrica e o desempenho de{2}}emissão de luz.
A equipe disse que as fibras eletroluminescentes convencionais muitas vezes lutam para combinar elasticidade, durabilidade mecânica e saída de luz estável. Danos a uma via condutora podem desabilitar permanentemente esses dispositivos, enquanto movimentos repetidos podem causar rachaduras, delaminação ou perda de condutividade.
Os pesquisadores acreditam que a combinação de elasticidade, auto{0}}cura e capacidade de resposta ao toque pode tornar as fibras de PU adequadas para roupas inteligentes, telas flexíveis e interfaces interativas homem-máquina.
O trabalho continua em fase de laboratório, e os pesquisadores não relataram testes de fabricação em{0}}escala comercial, testes de lavagem ou desempenho-de longo prazo sob condições normais de uso-de roupas.
O estudo, "Fibras condutoras iônicas ultraextensíveis e mecanicamente robustas permitem eletrônicos eletroluminescentes vestíveis com grande tolerância à deformação e acoplamento-capacitivo do corpo", foi publicado noRevista de Ciência dos Materiaisem 11 de agosto.