Китайські та американські вчені навчилися створювати еластичні світлодіоди заданої форми, які можна розтягувати без пошкодження. Це дозволяє створювати індикатори, що носяться прямо на шкірі, наприклад, включаються і вимикаються в такт з пульсом людини, розповідають вчені в.
Під терміном «електроніка» зазвичай мають на увазі гаджети, які людина може надягати, наприклад, фітнес-браслети і розумний одяг. Вчені також розробляють носиму електроніку іншого типу, яка наноситься безпосередньо на шкіру. Це дає більш якісний контакт для датчиків та інші переваги, але разом з цим висуває серйозні вимоги до матеріалів пристроїв. Насамперед електроніка повинна витримувати часті сильні деформації при русі тіла, не відкріплюючись від нього і не руйнуючись. Цю проблему вирішують різними способами. Ідеальне рішення - розробити гнучкі та еластичні варіанти всіх електронних компонентів. У цьому напрямку є прогрес і з'являється все більше прототипів гнучкої електроніки, але частіше доводиться використовувати компромісний підхід, при якому на шкіру наноситься еластична підкладка з розтягуваними дротами, а компоненти, в тому числі дисплей (якщо він потрібен в проекті), залишаються жорсткими.
Чженьань Бао (Zhenan Bao) зі Стенфордського університету та її колеги з США і Китаю розробили метод створення еластичних світлодіодів-індикаторів, які можна використовувати в натільній електроніці. Індикатор - це фрагмент полімеру, що випромінює світло під дією струму. Він складається з восьми шарів. У центрі розташовується шар зі змішаного світловипромінюючого полімеру та еластичної поліуретанової матриці. В основному вчені використовували полімерні волокна SuperYellow, що випромінюють жовте світло, але в окремих прототипах замінювали його або додавали полімери, що випромінюють інші кольори. По різних сторонах від світловипромінювального шару розташовуються катод і анод, що складаються з трьох і двох шарів полімерів з електронною та дірочною провідністю відповідно. А над електропровідними шарами з двох сторін розташовується шар ізолюючого електрода з низькою пропускаючою здатністю для води і повітря.
Вчені створили кілька прототипів індикаторів з такою конструкцією. Один з них являє собою індикатор пульсу. Він складається зі світної області, наклеєної на куп'ясті, і живлячої схеми, теж наклеєної на шкіру руки трохи вище. Для живлення світловипромінюючого полімеру вчені використовували бездротову передачу електрики за допомогою NFC-антени. Автори використовували окремий датчик пульсу і посилали сигнали з нього на індикатор, який світився в моменти серцебиття.
Механічні випробування прототипів показали, що їх можна розтягувати вдвічі, при цьому вони продовжують залишатися рівномірними і випромінювати яскраве світло, причому при невеликих деформаціях світіння навіть посилюється. Мабуть, це відбувається через поліпшення контакту між шарами і світловипромінюючими волокнами. Після 100 розтягнень на 40 відсотків індикатор зберіг 85 відсотків від початкової яскравості.
Одна з проблем розтягуваних дисплеїв та інших пристроїв, що світяться, полягає в тому, що при цьому їх пропорції спотворюються. Нещодавно корейські вчені придумали рішення цієї проблеми: вони запропонували використовувати замість звичайних полімерних підкладок метаматеріал-ауксетик, який при розтягненні вздовж розтягується і в ширину, що дозволяє зберігати пропорції незмінними.