Uma equipe de pesquisa da POSTECH desenvolveu uma tecnologia inovadora que analisa em tempo actual a deformação de estruturas ‘serpentinas’, um componente crítico da tecnologia extensível, e visualiza o processo através de mudanças de cor. A equipe, liderada pelo professor Su Seok Choi do Departamento de Engenharia Elétrica, incluiu os doutorandos Sanghyun Han, Junho Shin, Jiyoon Park e os alunos de mestrado Hakjun Yang e Seungmin Nam. O estudo foi publicado na edição on-line de dezembro da revista internacional Ciência Avançada e foi apresentado como contracapa interna.
Tecnologia Stretchable: Revolucionando a Eletrônica de Próxima Geração por meio da Deformação de Forma Livre
A eletrônica flexível e deformável avançou além dos designs dobráveis, dobráveis, roláveis e deslizáveis para sistemas totalmente extensíveis que permitem deformação de forma livre. A tecnologia extensível está ganhando força em diversos campos, como monitores, sensores, semicondutores, pele eletrônica, robôs biomiméticos e roupas inteligentes.
A tecnologia extensível depende em grande parte de duas abordagens: criar materiais elásticos semelhantes à borracha e projetar estruturas extensíveis que se integram perfeitamente às tecnologias existentes de semicondutores, shows, eletrodos e sensores. Na tecnologia estrutural extensível, a interconexão em serpentina – uma conexão ondulada e elástica – desempenha um papel essential no fornecimento de elasticidade a componentes eletrônicos não extensíveis. O avanço desta tecnologia requer um conhecimento profundo das características estruturais e dos processos de deformação durante todas as fases do alongamento.
Visualizando a deformação de estruturas serpentinas em tempo actual
Até agora, a análise de deformações em estruturas serpentinas só period possível após a ocorrência de danos físicos, como quebras. Isso significou que os pesquisadores tiveram que confiar em simulações teóricas ou em dados observacionais limitados de ciclos de alongamento anteriores, dificultando a compreensão em tempo actual do comportamento estrutural.
A equipe POSTECH enfrentou esse desafio aproveitando as mudanças na cor estrutural – mudanças de cor que ocorrem em nanoescala durante a deformação. Usando Elastômero de Cristal Líquido Quiral (CLCE), um materials mecanocrômico que muda de cor quando esticado, eles desenvolveram um sistema que permite a visualização precisa e em tempo actual da deformação em estruturas serpentinas. Além disso, a equipe validou os resultados por meio de análise teórica de elementos finitos, confirmando o potencial da tecnologia para aplicações de design otimizadas.
Importância Tecnológica e Industrial
Esta abordagem inovadora elimina a necessidade de processos complexos de nanofabricação e fornece uma compreensão clara e em tempo actual de como as estruturas serpentinas se deformam. Ao oferecer diretrizes de projeto acionáveis para otimizar essas estruturas em diversos ambientes de alongamento, esta tecnologia está preparada para acelerar a comercialização de dispositivos elásticos.
O professor Su Seok Choi observou: “Esta pesquisa abre as portas para uma avaliação e projeto precisos das estruturas de conexão centrais para a tecnologia extensível.” Ele acrescentou que se espera que as descobertas ampliem as aplicações e acelerem a comercialização em áreas como monitores, semicondutores, sensores, pele eletrônica, roupas inteligentes e robótica suave.
Agradecimentos
Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa de Desenvolvimento de Tecnologia Futura da Samsung e pela Iniciativa de Demonstração e Desenvolvimento de Show Esticável do Instituto Coreano de Planejamento e Avaliação de Tecnologia Industrial.
