Geckos är mästare på att hålla sig till ytor av alla slag och lätt att ta bort sig själva, för. Inspirerad av dessa ödlor, ett team av ingenjörer har utvecklat en reversibel vidhäftningsmetod för att skriva ut elektronik på en mängd olika kluriga ytor som kläder, plast och läder.
Forskare från Northwestern University och University of Illinois i Urbana-Champaign designade en smart kvadratisk polymerstämpel som gör att de kan variera dess vidhäftningsstyrka. Stämpeln kan enkelt plocka upp en rad elektroniska enheter från en silikonyta och flytta och skriva ut dem på en krökt yta.
Forskningen kommer att publiceras den 20 september av Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
"Vårt arbete föreslår en mycket robust metod för att överföra och skriva ut elektronik på komplexa ytor, sa Yonggang Huang, Joseph Cummings professor i civil- och miljöteknik och maskinteknik vid Northwesterns McCormick School of Engineering and Applied Science.
Huang, medförfattare till den PNAS papper, ledde teori- och designarbetet på Northwestern. Hans kollega John Rogers, Flory-grundaren ordförande professor i materialvetenskap och teknik vid University of Illinois, ledde experiment- och tillverkningsarbetet. Rogers är medförfattare till tidningen.
Nyckeln till den fyrkantiga och klämbara polymerstämpeln är fyra pyramidformade spetsar på stämpelns botten, en i varje hörn. De härmar, på ett sätt, mikro- och nanofilamenten på geckos fot, som djuret använder för att kontrollera vidhäftningen genom att öka eller minska kontaktytan med en yta.
Att trycka stämpeln mot elektroniken gör att de mjuka spetsarna faller ihop mot stämpelns kropp, maximera kontaktytan mellan stämpeln och elektroniken och skapa vidhäftning. Elektroniken plockas upp i en hel sats, och, med kraften borttagen, de mjuka spetsarna snäpper tillbaka till sin ursprungliga form. Elektroniken hålls nu på plats av bara de fyra spetsarna, en liten kontaktyta. Detta gör att elektroniken enkelt kan överföras till en ny yta.
"Design av pyramidspetsarna är mycket viktigt, ", sa Huang. "Spetsarna måste ha rätt höjd. Om spetsarna är för stora, de kan inte ta upp målet, och om spetsarna är för små, de kommer inte att studsa tillbaka till sin form."
Forskarna genomförde tester av stämpeln och fann att förändringarna i kontaktytan tillåter stämpelns vidhäftningsstyrka att variera med 1, 000 gånger. De visade också att deras metod kan skriva ut lager av elektronik, möjliggör utveckling av en mängd olika komplexa enheter.
