Som en nybörjare på yoga, elektroniska komponenter sträcker sig inte lätt. Men det förändras tack vare en variant av origami som innebär att man skär vikta pappersbitar.

I en studie publicerad 2 april i tidskriften Avancerade material , en forskargrupp som leds av University at Buffalo beskriver hur kirigami har inspirerat dess ansträngningar att bygga formbara elektroniska kretsar.

Deras innovation – att skapa små ark av starka men böjbara elektroniska material gjorda av utvalda polymerer och nanotrådar – kan leda till förbättringar av smarta kläder, elektronisk hud och andra applikationer som kräver böjliga kretsar.

"Traditionell elektronik, som de tryckta kretskorten i surfplattor och andra elektroniska enheter, är stela. Det är inte en bra match för människokroppen, som är full av kurvor och kurvor, speciellt när vi flyttar, säger huvudförfattaren Shenqiang Ren, professor vid institutionen för maskin- och rymdteknik.

"Vi undersökte designprinciperna bakom kirigami, som är en effektiv och vacker konstform, och tillämpade dem på vårt arbete för att utveckla en mycket starkare och töjbar kraftledare, säger Ren, också medlem av UB:s RENEW Institute, som är dedikerad till att lösa komplexa miljöproblem.

Studien, som inkluderar beräkningsmodelleringsbidrag från Temple University-forskare, använder nanoconfinement engineering och strain engineering (en strategi inom halvledartillverkning som används för att öka enhetens prestanda).

Utan kirigami, polymeren - känd som PthTFB - kan deformeras upp till 6 procent från sin ursprungliga form utan att ändra dess elektroniska ledningsförmåga. Med kirigami, polymeren kan sträcka sig upp till 2, 000 procent. Också, konduktiviteten för PthTFB med kirigami ökar med tre storleksordningar.

Avancemanget har många potentiella tillämpningar, inklusive elektronisk hud (tunt elektroniskt material som efterliknar mänsklig hud, används ofta i robot- och hälsotillämpningar), böjbara bildskärmar och elektroniskt papper. Men dess mest användbara tillämpning kan vara i smarta kläder, en marknad som analytiker säger kan nå 4 miljarder dollar 2024.