p A arte de cortar papel pode atravessar um obstáculo no caminho para ser flexível, eletrônicos extensíveis, uma equipe de engenheiros e um artista da Universidade de Michigan descobriu. p No futuro, uma pequena curvatura em seu smartphone pode ser considerada um recurso, e não um defeito. Um importante componente da eletrônica do futuro que pode ser enrolado, dobrado ou embutido em objetos flexíveis é o condutor elástico, que formariam componentes como fios e eletrodos.

p Condutores que se esticam são difíceis de projetar, e entre aqueles que são conhecidos, eles não se expandem muito ou a condutividade despenca quando isso acontece. Ao desenvolver um maestro inspirado no kirigami, a arte japonesa de cortar papel, a condutividade é sacrificada antecipadamente. Os cortes se tornam barreiras para a condutividade elétrica, mas quando esticado, os condutores têm um desempenho estável.

p "O método kirigami nos permite projetar a deformabilidade das folhas condutoras, Considerando que antes era um processo muito Edisoniano com muitos erros e não muitos acertos, "disse Nicholas Kotov, Joseph B. e Florence V. Cejka Professor de Engenharia, referindo-se à abordagem de tentativa e erro de Thomas Edison para a invenção.

p Isso ocorre porque quando os materiais são esticados ao máximo, é difícil prever quando e onde ocorrerão os rasgos. Contudo, se as lágrimas são projetadas de uma forma cuidadosa, a capacidade do material de esticar e se recuperar torna-se confiável.

p Parece simples, mas até que a arte e a engenharia se juntassem a este projeto, ninguém relatou o uso de kirigami para enfrentar o desafio dos condutores elásticos. Os resultados são apresentados na última edição do Materiais da Natureza .

p Matt Shlian, artista e palestrante na Escola de Arte e Design U-M Stamps, inspirou o trabalho com uma folha de papel cortada para se estender em uma malha em espinha quando esticada.

p O primeiro protótipo do condutor extensível kirigami era um papel vegetal coberto de nanotubos de carbono. O layout era muito simples, com cortes como fileiras de travessões que se abriram para se parecer com um ralador de queijo.

p Montado em um tubo de vidro cheio de argônio, o eletrodo de papel transformou o gás em um plasma brilhante. A voltagem através do eletrodo enviou elétrons livres para os átomos de argônio, fazendo com que eles emitam luz. Kotov explicou que conjuntos de eletrodos podem controlar os pixels de uma tela de plasma extensível.

p Os engenheiros queriam entender exatamente como as escolhas de design afetavam o comportamento do condutor elástico, então Sharon Glotzer, o professor de engenharia química Stuart W. Churchill, e seu grupo de pesquisa, realizaram simulações de computador.

p "Inicialmente, simulação de computador nos deu intuição sobre quais tipos de comportamento eram esperados de diferentes padrões de corte, "disse Pablo Damasceno, que recentemente obteve seu doutorado em física aplicada.

p Então, a equipe de simulação explorou como detalhes como o comprimento e a curvatura dos cortes, e a separação entre eles, relacionado à elasticidade do material.

p Para produzir o kirigami microscópico, Terry Shyu, estudante de doutorado em ciência e engenharia de materiais, fez um "papel" especial de óxido de grafeno, um material composto de carbono e oxigênio com apenas um átomo de espessura. Ela colocou uma camada de plástico flexível, até 30 camadas de cada.

p A parte difícil, ela explicou, estava fazendo os cortes de apenas alguns décimos de milímetro de comprimento.

p Na instalação de nanofabricação Lurie, ela primeiro revestiu o papel de alta tecnologia com um material que pode ser removido com luz laser. Ela queimou os traços desse material, que o transformou em uma máscara para o processo de gravação.

p Um plasma de íons de oxigênio e elétrons quebrou o "papel" que não estava escondido sob a máscara, criando as linhas organizadas de traços microscópicos. Este material se comportou conforme previsto pelas simulações, alongamento sem custo adicional em condutividade.