Forskare vid North Carolina State University har skapat de första spolarna av kisel nanotråd på ett underlag som kan sträckas till mer än dubbelt sin ursprungliga längd, flyttar oss närmare att införliva stretchbara elektroniska enheter i kläder, implanterbara hälsoövervakningsanordningar, och en mängd andra applikationer.

"För att skapa töjbar elektronik, du måste lägga elektronik på ett töjbart underlag, men elektroniska material i sig tenderar att vara styva och sköra, "säger Dr Yong Zhu, en av forskarna som skapade de nya nanotrådspolarna och en biträdande professor i mekanisk och rymdteknik vid NC State. "Vår idé var att skapa elektroniska material som kan anpassas till spolar för att förbättra deras töjbarhet utan att skada materialets elektriska funktionalitet."

Andra forskare har experimenterat med att "knäcka" elektroniskt material till vågiga former, som kan sträcka sig ungefär som bälgen på ett dragspel. Dock, Zhu säger, de maximala påfrestningarna för vågiga strukturer förekommer vid lokaliserade positioner - topparna och dalarna - på vågorna. Så snart felstammen uppnås vid en av de lokaliserade positionerna, hela strukturen misslyckas.

"En idealisk form för att rymma stor deformation skulle leda till en enhetlig töjningsfördelning längs hela konstruktionens längd - en spiralfjäder är en sådan idealisk form, "Säger Zhu." Som ett resultat, de vågiga materialen kan inte komma nära spolarnas grad av töjbarhet. "Zhu noterar att spolformen är energimässigt gynnsam endast för endimensionella strukturer, som trådar.

Zhu team utsattes för ett gummisubstrat och använde mycket specifika nivåer av ultraviolett strålning och ozon för att ändra dess mekaniska egenskaper, och placerade sedan kisel -nanotrådar ovanpå substratet. Nanotrådarna bildade spolar vid frigöring av stammen. Andra forskare har kunnat skapa spolar med fristående nanotrådar, men har hittills inte kunnat integrera dessa spolar direkt på ett töjbart underlag.

Medan de nya spolarnas mekaniska egenskaper gör att de kan sträckas ytterligare 104 procent bortom deras ursprungliga längd, deras elektriska prestanda kan inte hålla ett så stort utbud tillförlitligt, möjligen på grund av faktorer som förändring av kontaktmotstånd eller elektrodfel, Säger Zhu. "Vi arbetar för att förbättra tillförlitligheten för den elektriska prestandan när spolarna sträcks till gränsen för deras mekaniska töjbarhet, vilket troligen ligger långt över 100 procent, enligt vår analys. "