Спиральные нанотрубки - ключ к растягивающейся электронике

Ученые создали спирали кремниевых нанотрубок на подложке, которая может растягиваться вдвое от первоначальной величины.

Это может привести к разработке эластичной электроники и электронных устройств, вшиваемых в одежду, которые будут, к примеру, отслеживать состояние здоровья человека.

«Для создания тянущейся электроники сначала необходимо поместить проводник на растягивающееся основание, и это не проблема, но сами проводники обычно твердые и хрупкие», сказал доктор Йонг Жу. «Наша идея заключается в том, чтобы создать такие электронные материалы, которые могут сворачиваться в спираль для улучшения свойств растяжения, чтобы это не повредило функциональным электропроводным возможностям материалов».

Другие ученые экспериментировали с деформацией электронных материалов в волнистые формы, которые могут раздаваться подобно мехам аккордеона. Однако, по словам Жу, максимальные растяжения для таких форм встречаются в ограниченных позициях — на пиках и впадинах волн. С достижением одного из ограничений вся структура терпит крах.

«Идеальная для максимально возможного деформирования форма — это спираль или пружина», сказал Жу. Спиралевидная форма оптимально подходит для одномерных структур, таких как провода.

Ученые подвергли резиновую подложку натяжению и использовали определенные уровни ультрафиолетовой радиации и озона, чтобы изменить ее механические свойства, а затем на полученное основание поместили кремниевые нанопровода, где они сформировали спирали после освобождения основания от натяжения. Другие ученые смогли создать спирали, используя автономные нанопровода, однако до сих пор им не удалось объединить эти спирали с растяжимой подложкой.

Хотя механические свойства спиралей позволяют им растягиваться на 104% длины, их электропроводные свойства не надежны, возможно, вследствие таких факторов, как изменение контактного сопротивления или отказа электрода.

«Сейчас мы как раз работаем над усовершенствованием их надежности», сказал Жу.

Результаты исследования были опубликованы в издании ACS Nano.

12.01.2011