Новое свойство эластомеров поможет развитию гибкой электроники

Исследователи из Техасского механико-хозяйственного университета обнаружили у силиконовых эластомеров новый тип разрыва. Открытие может помочь в создании более прочных материалов и развитии гибкой электроники.

Одно из требований к подобным устройствам – схожесть с кожей. Для его удовлетворения часто используют Smooth-On Ecoflex – силиконовый эластомер, из которого делают киношные маски и протезы. Работая с подобным образцом, доктор Мэтт Фарр и аспирант Сунгхьюн Ли, открыли новый тип разлома, сообщает eurekalert.org. Результаты исследования представлены в журнале PNAS.

«Я много работал с материалами для эластичной электроники после получения степени. В офисе хранились образцы для проекта, от которого мы в итоге отказались. Играя с одним из них, я заметил нечто странное», — сказал Фарр.

Специалист описывал боковое растрескивание, когда разломы распространяются перпендикулярно начальному разрыву. Выводы предлагают новую точку зрения на разрушение материала, объясняя, как увеличить его эластичность и прочность.

«Эластомеры обычно изотопны – имеют одинаковые свойства во всех направлениях. Но, когда их начинают тянуть, возникают микроструктурные изменения, делающие их анизотропными. Свойства зависят от направления, — сказал Фарр. – Люди часто не думают о зависимости устойчивости к разрыву и направления».

Материалы, которым свойственно поперечное растрескивание, препятствуют углублению разрыва. Разрушение распространяется равномерно, сохраняя прочность структуры. Это позволяет нетронутой секции эластомера сохранить несущую способность и функциональность при увеличении растяжимости.

Изучив процессы, отвечающие за формирование микроструктур, ведущих к поперечному растрескиванию, специалисты могут использовать связанные с явлением преимущества в материалах, где такой феномен не возникает. Это увеличит сопротивление разрыву в очень тонких слоях эластомеров, применяемых в тянущейся электронике.

«Открытие выглядит интригующе, — сказал Фарр. – Оно было неожиданным. Материал буквально валялся в столе, и на дальнейшую работу меня вдохновило валяние дурака».