A eletrônica extensível é onde a engenharia encontra os efeitos especiais de Hollywood.

Com uma ampla gama de serviços de saúde, energia e aplicações militares, eletrônicos extensíveis são reverenciados por sua capacidade de serem comprimidos, torcido e conformado em superfícies irregulares sem perder funcionalidade.

Ao usar a elasticidade de polímeros como o silicone, essas tecnologias emergentes são feitas para se mover de maneiras que imitam a pele.

Isso esclarece por que Smooth-On Ecoflex, uma substância usada comercialmente para criar moldes e máscaras de filme e próteses, é o elastômero de silicone mais proeminente (uma substância semelhante à borracha) encontrado na pesquisa.

Ao manusear uma amostra do material, Dr. Matt Pharr, professor assistente no Departamento de Engenharia Mecânica J. Mike Walker '66 na Texas A&M University, e o estudante de graduação Seunghyun Lee, descobriu recentemente um novo tipo de fratura.

“Tenho feito alguns trabalhos na área de eletroeletrônicos extensíveis, então eu tenho muitos materiais de quando eu era um pós-doutorado. Tivemos que armazenar amostras em nosso escritório e, Da mesma forma, Eu tinha alguns aqui porque íamos usá-los em um projeto que acabamos não fazendo. Estou um inquieto nervoso e enquanto brincava com ele, Notei algo estranho, "disse Pharr.

Esta estranheza é a que Pharr e Lee se referem em sua recente publicação "Sideways and Stable Crack Propagation in a Silicone Elastomer" como rachaduras laterais. Esse fenômeno ocorre quando uma fratura se ramifica a partir da ponta de uma trinca e se estende perpendicularmente ao rasgo original.

Suas descobertas não apenas fornecem um novo, nova perspectiva sobre a formação de fraturas e como aumentar a elasticidade em elastômeros, mas também estabelece a base para materiais mais resistentes a rupturas e rupturas.

“Inicialmente este material é isotópico, o que significa que tem as mesmas propriedades em todas as direções. Mas uma vez que você começa a esticá-lo, você causa algumas mudanças microestruturais no material que o torna anisotrópico - propriedades diferentes em todas as direções diferentes, "disse Pharr." Normalmente, quando as pessoas pensam na fratura de um determinado material, eles não estão pensando que a resistência à fratura é diferente com base na direção. "

Esta conceituação, Contudo, é fundamental para a inovação e o avanço na eletrônica extensível.

Como Pharr explicou, ao carregar, polímeros com incisões tendem a ser rasgados de uma extremidade a outra. Contudo, materiais que apresentam rachaduras laterais impedem o aprofundamento da fratura. Em vez de, a incisão simplesmente se expande ao lado do resto do elastômero e, eventualmente, uma vez esticado o suficiente, parece nada mais do que um pequeno amassado na superfície do material - anulando mais ameaças da rachadura original.

Isso permite que a seção ilesa de um elastômero retenha suas propriedades funcionais e de suporte de carga, tudo isso enquanto aumenta a elasticidade.

Daqui para frente, investigando como fazer engenharia reversa em microestruturas que levam a rachaduras laterais, os pesquisadores podem aproveitar os benefícios associados a ele e desenvolver métodos de aplicação para materiais que normalmente não exibem tais fraturas. Isso levaria a uma melhor resistência à fratura nas camadas muito finas de elastômeros usados ​​em eletrônicos extensíveis, bem como maior elasticidade - ambos são essenciais para o avanço e a usabilidade futura de tais tecnologias.

"Para mim, isso é cientificamente intrigante, "disse Pharr." Não é esperado. E ver algo que não espero sempre desperta curiosidade. (O material) está literalmente sentado em uma gaveta da minha mesa e tudo isso foi inspirado por brincadeiras. "