High Flex

Pedro Reisas, MIT Matematikos katedros dėstytojas, neturėjo toli eiti, kad surastų dalyką savo naujausiam tyrimui. Eidamas pro Edgertono centrą 4 pastate, Reisas pastebėjo, kad MIT logotipe, pagamintame iš pakavimo juostos, susidarė mažytės pūslelės, kurios lėtai atsiplėšė nuo stiklinių durų.

Įkvepiantis ženklas Šis pakavimo juostos logotipas ant MIT laboratorijos durų paskatino tyrėją Pedro Reisą ištirti delaminacijos fiziką.

Tai kažkas, kas jus supa visą laiką, bet jei pažvelgsite į tai kitaip, pamatysite kažką naujo, sako jis.

Ši istorija buvo mūsų 2009 m. rugsėjo mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Reisas ir kolegos iš Prancūzijos nacionalinio mokslinių tyrimų centro žinojo, kad skirtingi šilumos sukelto plonos plėvelės ir paviršiaus, prie kurio ji pritvirtinta, plėtimosi greičiai gali sukelti jų atsiskyrimą, o tai vadinama delaminacija. Pavyzdžiui, nuo saulės spindulių ant langų pritvirtintuose lipdukuose gali susidaryti pūslės. Ir jie žinojo, kad delaminacija taip pat gali atsirasti suspaudus paviršių; plėvelė lenkiasi kartu su paviršiumi, kol gniuždymo jėgos tampa per didelės, todėl ji nukrenta nuo paviršiaus ir susidaro pūslės.

Norėdami sužinoti daugiau apie paviršiaus suspaudimo sukeliamą delaminacijos mechaniką, mokslininkai suspaudė ir ištempė paviršius prie jų pritvirtintomis plonomis plėvelėmis ir išmatavo susidariusių pūslių matmenis. Jų analizė atskleidė, kad pūslių susidarymas, dydis ir raida priklauso nuo kelių veiksnių: lipduko elastingumo, paviršiaus, prie kurio jis priklijuotas, elastingumo ir sukibimo tarp jų stiprumo.

Nors delaminacijos paprastai reikia vengti, mokslininkai suprato, kad jie galėtų panaudoti savo atradimus, kad pagerintų elastingą elektroniką, naudojamą elektroniniame popieriuje ir lanksčiuose ekranuose. Šiuos lanksčius įrenginius sunku sukurti, nes sukant gali būti pažeisti elektros laidai. Iš dalies atskirdami laidus nuo medžiagos kruopščiai kontroliuojamu delaminacijos procesu, inžinieriai galėtų pagaminti tamprią elektroniką, kuri nesulūžtų tempiant ir sukant substratą.

Kiti bandė sukurti tamprią elektroniką naudodami sudėtingus mikrogamybos būdus, kad susidarytų pūslės tarp laidų ir paviršiaus medžiagų. Tačiau šis metodas kartais gali priversti pūsles tapti per didelėmis, todėl gali atsirasti struktūrinių defektų. Reiso ir jo kolegų sukurtas modelis gali numatyti tinkamą lizdinės plokštelės dydį skirtingomis savybėmis pasižyminčioms medžiagoms, todėl galima sukurti tvirtesnes lanksčias medžiagas.

Naudodami naująjį modelį, kurį mokslininkai aprašė Nacionalinės mokslų akademijos darbuose, inžinieriai gali kontroliuoti paviršių ir laidų sukibimo stiprumą ir elastines savybes, kad, pavyzdžiui, būtų lengviau sukurti lankstančius mobiliuosius telefonus arba drabužiai su elektroniniais jutikliais.

paslėpti