Forskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign i samarbete med ett Purdue-team har upptäckt att vissa kristaller är mer flexibla och töjbara jämfört med nuvarande material som används för elektroniska applikationer. Dessa nya material skulle därför kunna användas för tillverkning av sensorer och i robotteknik.

Studien "Super‐ och Ferro‐elastic Organic Semiconductors for Ultraflexible Single Crystal Electronics" publicerades i Angewandte Chemie , tidskriften för German Chemical Society.

Vanligtvis, kisel och germanium används för att tillverka elektronik. Dock, dessa material är utmanande att använda på mänsklig hud eller i robotteknik eftersom de går isär när de sträcks ut för mycket. "Forskare använder två sätt att göra töjbar elektronik, sa Ying Diao, en biträdande professor i kemisk och biomolekylär teknik och en fakultetsmedlem vid Beckman Institute for Advanced Science and Technology. "Antingen skär de intrikata mönster av kisel eller så designar de nya polymermaterial. Men, dessa tillvägagångssätt involverar antingen komplicerade processer eller så äventyrar de den perfekta ordningen för molekylerna."

För att övervinna denna begränsning, Diao-gruppen letade efter enkristallmaterial som lätt kunde sträckas. Forskarna inspirerades av naturen i sitt sökande. "Denna mekanism finns i ett virus som kallas bakteriofag T4-virus. Svansen på detta virus är en enda kristall av proteinmolekyler och den komprimeras till över 60 % när viruset injicerar sitt DNA i bakterierna. Kompressionen sker utan att förlora strukturell integritet , " sa Diao.

"Vi upptäckte att bis(triisopropylsilylethynyl)pentacenkristaller kan sträckas över 10%, vilket är tio gånger så mycket som den elastiska gränsen för de flesta enkristaller." sa Sang Kyu Park, en postdoktor i Diao-gruppen.

"Molekylerna i enkristallerna kan samarbeta glida och rotera för att klara mekanisk belastning bortom deras elastiska gräns." sa Hong Sun, en doktorand i Kejie Zhao-gruppen vid Purdue University.

"Denna mekanism finns också i formminneslegeringar som finns tillgängliga i butiker, ", sa Park. "Du kan förvränga tråden och sedan återställa den till sin ursprungliga form genom att värma den. Dock, vi är de första att upptäcka detta fenomen i organiska elektroniska kristaller."