Инженеры из Сеульского университета создали гибкий сенсорный дисплей, который сохраняет работоспособность при десятикратном натяжении и обладает 98-процентной прозрачностью. Результаты исследования опубликованы в Science.
В настоящее время азработка гибких сенсорных дисплеев ограничена их продуктивностью. В качестве основы для таких устройств рассматриваются углеродные нанотрубки, металлические нанопроволоки и другие материалы, но их производительность резко сокращается при натяжении. Кроме того, многократные циклы сгибания-разгибания приводят к их разрушению.
Ученые из Южной Кореи использовали с этой целью гидрогель с высоким показателем натяжения, который применяется при изготовлении мягких контактных линз. Составной частью гидрогеля выступают соли хлорида лития — они делают его электропроводящим и обеспечивают связь с водной основой для достижения нужной гибкости конечного материала.
В ходе работы небольшое переменное напряжение одновременно подается к четырем углам дисплея. Так как сигналы находятся в фазе колебания, а гидрогель играет роль конденсатора, ток не движется, пока не совершено касание. Когда палец прикасается к сенсору, цепь замыкается и ток течет от углов пропорционально близости объекта. Положение пальца определяется за счет анализа разницы напряжения в углах дисплея.
С помощью нового дисплея исследователи сумели нарисовать фигуру, написать «Привет, мир!», сыграть на симуляторе фортепиано и шахмат. Тачпад продолжал сохранять работоспособность при натяжении, десятикратно превышающем исходное, и сгибании в результате размещения на коже руки. Прозрачность устройства составила 98 процентов.
При этом сенсор является биосовместимым.
«Если вы хотите создать биоэлектронный интерфейс, вам потребуются мягкие, эластичные устройства с биологическими свойствами. Результаты этой работы продемонстрировали хороший прогресс в отрасли, предоставили дополнительный инструмент для разработок в области электроники, совместимой с телом», — прокомментировал исследование специалист по материаловедению Джон Роджерс.
Отмечается, что производительность созданного сенсора снижалась после 100 циклов натяжения. Авторы предполагают, что причиной тому могло служить испарение воды из гидрогеля. Борьба с дефицитом жидкости ляжет в основу дальнейших работ, посвященных гибкому дисплею на базе гидрогеля, сообщил Роджерс.
