Un equipo de investigación de POSTECH ha desarrollado una tecnología innovadora que analiza en tiempo real la deformación de estructuras ‘serpentinas’, un componente clave de la tecnología estirable, y visualiza el proceso a través de cambios de color. Dirigido por el profesor Su Seok Choi del Departamento de Ingeniería Eléctrica, el equipo incluía a los candidatos de doctorado Sanghyun Han, Junho Shin, Jeon Park y los estudiantes de maestría Hakjin Yang y Seung Min Nam. El estudio fue publicado en la edición en línea de diciembre de la revista internacional. Ciencia avanzada Y apareció en la contraportada interior.
Tecnología estirable: revolucionando la electrónica de próxima generación mediante la deformación de forma libre
La electrónica flexible y deformable ha avanzado más allá de los diseños flexibles, plegables, enrollables y deslizables hasta llegar a sistemas totalmente estirables que permiten una deformación de forma libre. La tecnología extensible está ganando terreno en diversos campos, como pantallas, sensores, semiconductores, piel electrónica, robots biomiméticos y ropa inteligente.
La tecnología estirable se basa en gran medida en dos enfoques: crear materiales flexibles como el caucho y diseñar estructuras estirables que se integren perfectamente con las tecnologías existentes de semiconductores, pantallas, electrodos y sensores. En la tecnología estructural estirable, la interconexión serpentina (una conexión ondulada y flexible) juega un papel importante al proporcionar flexibilidad a los componentes electrónicos no estirables. El avance de esta tecnología requiere una comprensión profunda de las propiedades estructurales y los procesos de deformación durante todas las etapas del estiramiento.
Visualización en tiempo real de la deformación de la estructura serpentina.
Hasta ahora, el análisis de la deformación en estructuras serpentinas sólo era posible después de daños físicos, como por ejemplo roturas. Esto significó que los investigadores tuvieron que confiar en simulaciones teóricas o datos de observación limitados de ciclos de estiramiento anteriores, lo que dificultó la comprensión en tiempo real del comportamiento estructural.
El equipo de POSTECH abordó este desafío aprovechando los cambios de color estructurales. Utilizando elastómero de cristal líquido quiral (CLCE), un material mecanocrómico que cambia de color cuando se estira, desarrollaron un sistema que permite una deformación precisa y en tiempo real de la estructura serpentina. Además, el equipo validó los resultados mediante análisis teórico de elementos finitos, lo que confirma el potencial de la tecnología para aplicaciones de diseño mejoradas.
Importancia técnica e industrial
Este enfoque innovador elimina la necesidad de procesos complejos de nanofabricación y proporciona una comprensión clara y en tiempo real de cómo se deforman las estructuras serpentinas. Al ofrecer pautas de diseño prácticas para optimizar estas estructuras en diversos entornos de estiramiento, esta tecnología está preparada para acelerar la comercialización de dispositivos estirables.
El profesor Su Seok Choi comentó: “Esta investigación abre la puerta a la evaluación y el diseño precisos de estructuras de conexión central de tecnología estirable”. Se espera que los hallazgos amplíen las aplicaciones y aceleren la comercialización en áreas como pantallas, semiconductores, sensores, piel electrónica, ropa inteligente y robótica blanda, añadió.
Confesiones
Esta investigación fue apoyada por el Programa de Desarrollo de Tecnología Futura de Samsung y la Iniciativa de Demostración y Desarrollo de Pantallas Estirables del Instituto de Planificación y Evaluación de Tecnología Industrial de Corea.
