Vật liệu mới giúp thiết bị điện tử có thể tự phục hồi sau va đập
Vật liệu mới giúp các thiết bị điện tử có thể khôi phục lại hình dạng ban đầu sau khi bị vò nát hoặc nén để giảm kích thước.
Trong thế kỷ 21, sự phát triển trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử đã mang lại nhiều sáng tạo độc đáo và tinh tế. Một trong những xu hướng mới nhất là thiết kế có khả năng tự phục hồi hình dạng khi được gập hoặc nén lại.
Các nhà khoa học Hàn Quốc gần đây đã giới thiệu một thiết kế mới giúp các thiết bị điện tử có thể phục hồi sau va đập, hay nói cách khác, các thiết bị điện tử có thể khôi phục lại hình dạng ban đầu sau khi bị vò nát hoặc nén để giảm kích thước. Nghiên cứu này đã được trên tạp chí Nature Electronics.
Vật liệu mới lấy cảm hứng từ hoạt động đóng mở cánh của bướm. Nguồn: Roh et al, Nature Electronics (2023). DOI: 10.1038/s41928-023-01089-6
Ông Seungyong Han, thành viên của nghiên cứu cho biết: Trước khi bướm được sinh ra, đôi cánh của chúng được gấp và co lại trong một cái kén. Bên trong kén, cánh được làm ướt bằng chất lỏng sinh học, giúp chúng không bị hư hại khi bị gập nén. Khi bướm chui ra khỏi kén, chất lỏng sẽ bay hơi, cho phép cánh mở rộng mà không gây nếp nhăn hay hư hại.
Lấy cảm hứng từ cơ chế mở cánh tự nhiên của con bướm khi chui ra khỏi kén, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một loại vật liệu composite có độ cứng có thể thay đổi. Độ cứng và độ mềm của vật liệu này có thể được kiểm soát mà không cần thêm chất nào khác tạo ra khả năng phục hồi và linh hoạt cho thiết bị điện tử.
Vật liệu mới bao gồm: dây nano bạc, polymer nhớ hình dạng (SMP) và một chất đàn hồi. Với thiết kế này, dây nano bạc không chỉ dẫn điện mà còn hoạt động như các bộ phận cảm biến cơ học, giúp thay đổi pha của SMP thông qua quá trình gia nhiệt Joule (quá trình làm nóng vật liệu bằng dòng điện). SMP giúp cho nó gập lại mà không gây hư hại khi thiết bị điện tử bị nhàu nát. Và khi chúng ta cung cấp một lượng nhiệt truyền thông qua dây nano bạc thì SMP sẽ cứng dần lên, giúp thiết bị mở ra và lấy lại hình dạng ban đầu mà không có nếp nhăn hay hư hại.
Để chứng minh tính khả thi của vật liệu, nhóm nghiên cứu đã sử dụng nó để tạo ra một màn hình cảm ứng 7 cm x 7 cm. Màn hình này có thể bị vò nát thành một viên nang nhỏ và sau đó mở ra, trở thành một bề mặt nhẵn, phẳng và vẫn đảm bảo chức năng cảm ứng. Theo ông Han, thiết bị có thể phục hồi sau khi bị vò nát và mở ra .
Vật liệu độc đáo này không chỉ cho phép người dùng điều chỉnh độ cứng của thiết bị theo nhu cầu, mà còn mang lại tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Các thiết bị điện tử có khả năng tự phục hồi này có thể áp dụng trong công nghệ thiết bị đeo và robot, nơi tính linh hoạt và khả năng thay đổi hình dạng là quan trọng. Ngoài ra, chúng có thể được sử dụng để tạo ra vật liệu tự phục hồi trong lĩnh vực y tế và các ứng dụng kỹ thuật tiên tiến.
Nhóm cũng đang nghiên cứu để mở rộng các ứng dụng cũng như thương mại hóa vật liệu này. Họ đang tập trung vào việc phát triển màn hình tích hợp lớp phát sáng và bảng cảm ứng, có khả năng giảm kích thước mà không gây nếp nhăn khi nhàu nát. Sự kết hợp giữa công nghệ điốt dựa trên polymer và thiết kế linh hoạt của họ có thể mở ra những cơ hội mới trong thế giới của thiết bị điện tử tự phục hồi và thay đổi hình dạng.
