Forskargruppen av forskaren Hyunseon Seo och seniorforskaren Dr Donghee Son från Korea Institute of Science and Technologys Biomedicinska forskningsinstitut, postdoktorand Dr Jiheong Kang och professor Zhenan Bao vid Stanford University (kemiteknik) tillkännagav ett nytt material med hög töjbarhet och hög elektrisk ledningsförmåga, med förmågan att självläka även efter att ha utsatts för svåra mekaniska påfrestningar. Materialet kan användas i bärbara elektroniska enheter.

Före denna studie, Dr Donghee Son, Dr Jiheong Kang, och prof. Zhenan Bao utvecklade ett polymermaterial som är mycket elastiskt, kan självläka utan hjälp av yttre stimuli även när den utsätts för vatten eller svett, och har en mekanisk hållfasthet som liknar den hos mänsklig hud, gör den bekväm att bära under långa perioder.

I sin senaste studie, KIST-Stanfords forskargrupp utvecklade det nya materialet, som kan användas som en sammankoppling, eftersom det har samma egenskaper som befintliga bärbara material och höga nivåer av elektrisk ledningsförmåga och töjbarhet, egenskaper som möjliggör stabil överföring av elektricitet och data från människokroppen till elektroniska enheter.

KIST-Stanford-teamet spred silvermikro-/nano-partiklar genom det mycket töjbara och självläkbara polymermaterialet för att uppnå en ny design för ett nanokompositmaterial med hög töjbarhet och hög elektrisk ledningsförmåga.

Under tester, materialet som utvecklats av KIST-teamet användes som en sammankoppling och fästes vid människokroppen för att möjliggöra mätning av biometriska signaler i realtid. Signalerna överfördes sedan till en robotarm, som framgångsrikt och korrekt imiterade en mänsklig arms rörelser i realtid.

I motsats till typiska material, vars elektriska ledningsförmåga (och därmed prestanda) minskar när formen på materialen ändras av en pålagd dragpåkänning, det nya materialet som utvecklats av forskargruppen KIST visar en dramatisk ökning av konduktiviteten under en dragpåkänning på 3500 procent. Faktiskt, elektrisk ledningsförmåga ökade mer än 60 gånger, uppnått den högsta konduktivitetsnivån som rapporterats över hela världen hittills. Även om materialet är skadat eller helt genomskuret, den kan självläka, en fastighet som redan får uppmärksamhet från akademin.

KIST-teamet undersökte fenomen som ännu inte har studerats i befintliga ledande material. Fenomenet som visas i det nya materialet som utvecklats av teamet är elektriskt "självförstärkande, " som hänvisar till självförbättringen av elektrisk ledningsförmåga genom omarrangering och självinriktning av ett material mikro-/nano-partiklar när materialet sträcks. Teamet upptäckte också mekanismen för ett sådant dynamiskt beteende hos mikro-/nano-partiklar genom att använda SEM och mikrodatortomografi (μ-CT) analyser.

Seo sa, "Vårt material kan fungera normalt, även efter att ha utsatts för extrema yttre krafter som orsakar fysisk skada, och vi tror att det kommer att användas aktivt i utvecklingen och kommersialiseringen av nästa generations bärbara elektroniska enheter."

Sonen sa, "Eftersom resultatet av denna studie i huvudsak är den grundläggande teknologin som är nödvändig för utvecklingen av material som kan användas inom viktiga områden av den fjärde industriella revolutionen, såsom medicinteknik, ellära, och robotik, vi förväntar oss att det kommer att vara tillämpligt på olika områden."