Töjbar elektronik är där teknik möter Hollywoods specialeffekter.

Med ett brett utbud av vård, energi och militära tillämpningar, stretchbar elektronik är vördad för sin förmåga att komprimeras, vridna och anpassade till ojämna ytor utan att förlora funktionalitet.

Genom att använda elasticiteten hos polymerer som silikon, dessa framväxande tekniker är gjorda för att röra sig på ett sätt som efterliknar hud.

Detta belyser varför Smooth-On Ecoflex, ett ämne som mest används kommersiellt för att skapa formar och filmmasker och proteser, är den mest framträdande silikonelastomeren (en gummiliknande substans) som finns i forskning.

Vid hantering av ett prov av materialet, Dr Matt Pharr, biträdande professor vid J. Mike Walker '66 Institutionen för maskinteknik vid Texas A&M University, och doktorand Seunghyun Lee, nyligen upptäckt en ny typ av fraktur.

"Jag har gjort en del arbete inom stretchbar elektronik, så jag har mycket material från när jag var postdoc. Vi var tvungna att lagra prover på vårt kontor och likaså, Jag hade några här eftersom vi skulle använda dem i ett projekt som vi till slut inte gjorde. Jag är en nervös fidgeter och medan jag lekte med det, Jag märkte något konstigt, sa Pharr.

Denna märklighet är vad Pharr och Lee hänvisar till i sin senaste publikation "Sideways and Stable Crack Propagation in a Silicone Elastomer" som sprickor i sidled. Detta fenomen är när en fraktur förgrenar sig från en sprickspets och sträcker sig vinkelrätt mot den ursprungliga rivningen.

Deras resultat ger inte bara en ny, nytt perspektiv på bildandet av fakturer och hur man kan öka töjbarheten i elastomerer, men också lägga grunden för mer riv- och sprickresistenta material.

"Ursprungligen är detta material isotopiskt, vilket betyder att den har samma egenskaper i alla riktningar. Men när du börjar sträcka ut det, du orsakar några mikrostrukturella förändringar i materialet som gör det anisotropiskt - olika egenskaper i alla olika riktningar, "sa Pharr." Vanligtvis, när människor tänker på fraktur av ett visst material, de tänker inte på att frakturmotståndet är annorlunda baserat på riktning. "

Denna konceptualisering, dock, är avgörande för innovation och framsteg inom stretchbar elektronik.

Som Pharr förklarade, vid lastning, polymerer med snitt tenderar att rivas isär från ena änden till en annan. Dock, material som uppvisar sprickor i sidled hindrar frakturen från att fördjupas. Istället, snittet expanderar helt enkelt tillsammans med resten av elastomeren och så småningom, en gång sträckt nog, ser ut som inget annat än ett litet hål i materialets yta - vilket förnekar ytterligare hot från den ursprungliga sprickan.

Detta gör att den oskadade delen av en elastomer kan behålla sina bärande och funktionella egenskaper, allt samtidigt som den ökar töjbarheten.

Går framåt, genom att undersöka hur man omvandlar mikrostrukturer som leder till sprickor i sidled, forskare kan utnyttja fördelarna med det och utveckla appliceringsmetoder på material som normalt inte uppvisar sådana frakturer. Detta skulle leda till bättre sprickmotstånd i de mycket tunna skikten av elastomerer som används i töjbar elektronik, liksom större töjbarhet - båda är nyckeln till framsteg och framtida användbarhet av sådan teknik.

"Till mig, detta är vetenskapligt intressant, "sa Pharr." Det förväntas inte. Och att se något som jag inte förväntar mig väcker alltid nyfikenhet. (Materialet) sitter bokstavligen i en låda i mitt skrivbord och detta var allt inspirerat av att leka. "