Інженери з США і Китаю навчилися створювати еластичні електронні пристрої з декількох шарів. Основні компоненти таких пристроїв, наприклад, чіпи, виконані з жорстких матеріалів, але з'єднання між ними і шарами, а також підкладки мікросхем кожного шару складаються з матеріалів, що не руйнуються при розтягненні або скручуванні. Стаття опублікована в.
Інженери давно розробляють матеріали і методи, необхідні для створення функціональної розтягуваної електроніки. Передбачається, що в майбутньому така електроніка зможе витіснити поширені сьогодні носимі пристрої, виконані з жорстких матеріалів і через це соромлюючі рухи тіла, а також схильні до руйнування. Незважаючи на проміжні успіхи в цій області, поки у гнучкої електроніки залишаються невирішені проблеми, в тому числі низька надійність і складність створення багатошарових мікросхем, з електричними сполуками між шарами.
Група інженерів з США і Китаю під керівництвом Шен Сюя (Sheng Xu) з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробила метод, що дозволяє реалізувати подібні з'єднання в багатошарових розтягуваних електронних пристроях. Основу кожного шару або еластичної плати становить підкладка з силіконового еластомера. Вона здійснює механічну підтримку інших компонентів, а також ізолює шари. На кожен шар наносять два види елементів: жорсткі електронні компоненти, такі як мікропроцесори або резистори, і еластичні провідні доріжки. Ці доріжки складаються з міді та поліімідної плівки, і мають зигзагоподібну форму, що дозволяє їм розтягуватися разом із силіконовою підкладкою, не руйнуючись.
Одне з головних нововведень запропонованого інженерами методу полягає в способі з'єднання шарів між собою. Для цього, як і у випадку зі звичайними жорсткими платами, у певних місцях певних шарів створюються перехідні отвори. Оскільки отвори повинні бути невеликими і розташовуватися точно, дослідники випалювали їх лазерним променем. Після цього в отвір за допомогою трафаретного друку заливається припій зі сплаву, що з'єднує два контакту.
Дослідники продемонстрували застосовність методу на декількох багатошарових прототипах. Зокрема, інженери створили багатофункціональний пристрій з датчиками розтягнення, гіроскопом, акселерометром, термометром, Bluetooth-передавачем і кількома іншими компонентами. Пристрій можна безпечно прикріпити до шкіри без будь-якого клею - він закріплюється за рахунок сил Ван-дер-Ваальса. Інженери показали, що за допомогою одного такого пристрою можна вимірювати кілька фізіологічних показників. Наприклад, його можна застосовувати для вимірювання температури тіла, запису рухів і частоти дихання, а також в якості електрокардіографа.
Багато інших груп інженерів працюють над створенням інших електронних пристроїв, які можна наносити безпосередньо на шкіру. Минулого року ми зібрали найпомітніші розробки в цій галузі в матеріалі «Електронна шкіра».