Alcuni ricercatori cinesi hanno sviluppato fibre conduttive a base di poliuretano-che possono allungarsi fino a cinque volte la loro lunghezza originale, autoripararsi-dopo essere state tagliate e supportare tessuti illuminati-reattivi al tocco.
Le fibre sono state prodotte mediante filatura-a umido di una miscela di poliuretano e un liquido ionico. La risultante rete di conduzione degli ioni-interconnessa manteneva percorsi per il movimento degli ioni mentre le catene PU circostanti subivano una deformazione sostanziale.
I ricercatori dell'Università di Donghua, dell'Università di Jilin e del China FAW Group hanno incorporato le fibre in dispositivi elettroluminescenti a corrente alternata-destinati a display indossabili e interfacce uomo-macchina.
Le fibre hanno raggiunto un allungamento del 500% e una conduttività ionica di 2,8 × 10−6 S/cm. Il gruppo di ricerca ha affermato che hanno mantenuto prestazioni meccaniche stabili nel corso di cicli di allungamento ripetuti senza evidente degrado.
Il liquido ionico disperso all'interno della matrice PU elastomerica ha consentito alla rete conduttiva di adattarsi al movimento senza interrompere il trasporto ionico. Ciò ha consentito ai dispositivi di continuare a emettere luce pur subendo grandi deformazioni.
I ricercatori hanno inoltre dimostrato un'illuminazione sensibile al tocco-utilizzando l'accoppiamento capacitivo tra il corpo di chi lo indossa e la fibra. Toccando il dispositivo si alterava il suo campo elettrico e si innescava una risposta visibile senza la necessità di un interruttore meccanico convenzionale.
Dopo che una fibra è stata recisa, le interazioni dinamiche all'interno del poliuretano hanno consentito alle superfici tagliate di riconnettersi a temperatura ambiente. Il liquido ionico ha quindi ristabilito-il percorso conduttivo interno, ripristinando sia la conduzione elettrica che le prestazioni di emissione della luce-.
Il team ha affermato che le fibre elettroluminescenti convenzionali spesso faticano a combinare elasticità, durata meccanica ed emissione luminosa stabile. I danni a un percorso conduttivo possono disattivare permanentemente questi dispositivi, mentre movimenti ripetuti possono causare fessurazioni, delaminazioni o perdita di conduttività.
I ricercatori ritengono che la combinazione di elasticità, auto{0}}riparazione e reattività al tocco potrebbe rendere le fibre PU adatte per abbigliamento intelligente, display flessibili e interfacce interattive uomo-macchina.
Il lavoro rimane in fase di laboratorio e i ricercatori non hanno riportato prove di produzione su scala commerciale, test di lavaggio o prestazioni a lungo termine in normali condizioni di utilizzo degli indumenti.
Lo studio, "Le fibre conduttive ioniche ultraestensibili e meccanicamente robuste consentono dispositivi elettronici elettroluminescenti indossabili con ampia tolleranza alla deformazione e accoppiamento capacitivo del corpo-", è stato pubblicato nelGiornale di scienza dei materialil'11 agosto.