Forskare i Kina har utvecklat polyuretan-baserade ledande fibrer som kan sträcka sig till fem gånger sin ursprungliga längd, själv-läka efter att de skärs och stödja beröringskänsliga-belysta textilier.
Fibrerna framställdes genom att våtspinna- en blandning av polyuretan och en jonisk vätska. Det resulterande sammankopplade jon-nätverket upprätthöll banor för jonrörelser när de omgivande PU-kedjorna genomgick betydande deformation.
Forskare från Donghua University, Jilin University och China FAW Group inkorporerade fibrerna i växelströms-elektroluminiscerande enheter avsedda för bärbara skärmar och mänskliga-maskingränssnitt.
Fibrerna uppnådde en töjning på 500 % och jonledningsförmåga på 2,8 × 10−6 S/cm. Forskargruppen sa att de bibehöll stabil mekanisk prestanda under upprepade sträckcykler utan uppenbar försämring.
Den joniska vätskan som spreds i den elastomera PU-matrisen tillät det ledande nätverket att rymma rörelse utan att avbryta jontransporten. Detta gjorde det möjligt för enheterna att fortsätta sända ut ljus samtidigt som de genomgick stora deformationer.
Forskarna demonstrerade också beröringskänslig-belysning med kapacitiv koppling mellan bärarens kropp och fibern. Att röra vid enheten ändrade dess elektriska fält och utlöste ett synligt svar utan att kräva en konventionell mekanisk brytare.
Efter att en fiber hade klippts av, tillät dynamiska interaktioner inom polyuretanen att de skurna ytorna återansluts vid rumstemperatur. Den joniska vätskan -återställde sedan den inre ledningsvägen, vilket återställde både elektrisk ledning och ljus-avgivande prestanda.
Teamet sa att konventionella elektroluminescerande fibrer ofta kämpar för att kombinera sträckbarhet, mekanisk hållbarhet och stabil ljuseffekt. Skador på en ledande bana kan inaktivera dessa enheter permanent, medan upprepade rörelser kan orsaka sprickbildning, delaminering eller förlust av ledningsförmåga.
Forskarna tror att kombinationen av elasticitet, självläkande-och beröringskänslighet kan göra PU-fibrerna lämpliga för smarta kläder, flexibla skärmar och interaktiva mänskliga-maskingränssnitt.
Arbetet förblir på laboratoriestadiet och forskarna rapporterade inte om kommersiella-tillverkningsförsök, tvätttestning eller långtidsprestanda- under normala plagg-bruksförhållanden.
Studien "Ultrasträckbara och mekaniskt robusta jonledande fibrer möjliggör bärbar elektroluminescerande elektronik med stor deformationstolerans och kropps-kapacitiv koppling", publicerades iJournal of Materials Scienceden 11 augusti.