I ett genombrott som skulle kunna revolutionera området flexibel elektronik, har forskare vid University of California, Berkeley, utvecklat en ny nanorörsstruktur som avsevärt förbättrar styrkan och hållbarheten hos tunna filmer. Detta banbrytande material, som består av kolnanorör, har en enorm potential för tillämpningar i flexibla elektronikenheter som vikbara displayer, bärbara sensorer och töjbara kretsar.

Den viktigaste innovationen ligger i det unika arrangemanget av kolnanorör i den tunna filmen. Genom att använda en teknik som kallas "skjuvningsassisterad deponering" kunde forskarna justera nanorören exakt i ett mycket ordnat, tegel-och-bruk-liknande mönster. Detta arrangemang ger exceptionell förstärkning till den tunna filmen, vilket gör att den tål böjning, vikning och sträckning utan att kompromissa med dess elektriska prestanda.

"Styrkan hos dessa nanorörsförstärkta tunna filmer är verkligen anmärkningsvärd", entusiasmerade professor Lihua Jin, som ledde forskargruppen. "Våra experiment visade att filmerna kunde vikas mer än 100 000 gånger utan några tecken på skada eller försämring av deras elektriska egenskaper. Denna nivå av elasticitet överträffar vida den för konventionella tunna filmer som används i flexibel elektronik."

Konsekvenserna av detta genombrott är enorma. Flexibla elektroniska enheter har länge hindrats av bräckligheten hos tunna filmer, som är benägna att spricka och rivas under mekanisk påfrestning. Införandet av kolnanorörsförstärkningen tar itu med denna kritiska utmaning och banar väg för utvecklingen av mycket hållbar och pålitlig flexibel elektronik.

"Denna upptäckt öppnar för nya möjligheter för flexibla elektroniktillämpningar som tidigare var begränsade av materiella begränsningar", kommenterade Dr. Emily Chen, en postdoktor som är involverad i studien. "Kombinationen av styrka, flexibilitet och elektrisk ledningsförmåga i dessa nanorörsförstärkta tunna filmer gör dem idealiska för ett brett utbud av banbrytande teknologier, inklusive bärbara hälsomonitorer, elektroniska hudsensorer och till och med vikbara smartphones."

Forskargruppen undersöker nu praktiska tillämpningar av deras nanorörsförstärkta tunna filmer i samarbete med industripartners. De föreställer sig en framtid där flexibel elektronik sömlöst integreras i våra dagliga liv, vilket ger större bekvämlighet, funktionalitet och hållbarhet i elektroniska enheter.

Detta banbrytande framsteg representerar en betydande milstolpe i jakten på robusta material för flexibel elektronik. Genom att utnyttja kolnanorörens exceptionella egenskaper har forskare vid UC Berkeley fört visionen om hållbar och mångsidig flexibel elektronik närmare verkligheten.