Корейські вчені створили прототип світлодіодного дисплея на основі підкладки з метаматеріалу-ауксетика. Це дозволяє розтягувати дисплей, не спотворюючи при цьому зображення, тому що розтягнення йде відразу по всіх напрямках, а не тільки уздовж лінії прикладання зусиль. Стаття опублікована в.
Вже кілька років існують серійні гаджети з гнучкими дисплеями, які можна складати сотні тисяч разів без руйнування. Еластичні дисплеї, які можна не тільки гнути, але і розтягувати, теж існують, але поки лише у вигляді прототипів, і до реального застосування ця технологія поки не дійшла. Одна з причин, хоча і далеко не єдина, полягає в тому, що при розтягуванні дисплея зображення на ньому сильно спотворюється, причому нерівномірно по його поверхні. Через це виробникам доводиться придумувати інші варіанти конструкції, наприклад, згортати дисплей і ховати його під корпус.
Чжан Бонгюн (Bongkyun Jang), Кім Чже-Хен (Jae-Hyun Kim) і їхні колеги з Корейського інституту машинобудування і матеріалів разом з колегами запропонували створювати дисплеї, що розтягуються без спотворення зображення, використовуючи метаматеріал. Практично всі матеріали при розтягненні вздовж звужуються в поперечному напрямку, і тому мають позитивний коефіцієнт Пуассона. Але є й винятки з цього правила, такі матеріали називають ауксетиками. У них при розтягненні поперечний переріз навпаки збільшується, а коефіцієнт Пуассона виявляється негативним.
Вчені запропонували використовувати для боротьби зі спотворенням зображення ауксетичний метаматеріал з коефіцієнтом Пуассона, рівним ― 1, що означає, що при поздовжньому розтягненні він збільшується в ширину на таку ж величину, тому його пропорції зберігаються і змінюється лише площа. Найпростіший спосіб зробити такий матеріал - нарізати його на квадратні блоки, кожен з яких з'єднаний з сусіднім тільки в одній вершині, яка при розтягненні працює як шарнір:
Процес створення дисплея складається з трьох стадій. Спочатку береться підкладка з полііміду і на неї наносяться мідні провідні доріжки з майданчиками з олов'яного припою. Потім на майданчики поміщаються світлодіоди і дисплей піддається короткочасному нагріву до 250 градусів, завдяки якому світлодіоди припоюються до підкладки. Нарешті, на третьому етапі лазерний різак створює вирізи між світлодіодами у вигляді смужок з великими заокругленнями на кінцях, що запобігають концентрації напружень.
Після виготовлення дисплея вчені перевірили його роботу при різних рівнях розтягнення. З'ясувалося, що він, як і передбачало моделювання, при поздовжній напрузі розтягується одночасно в обидва боки, не втрачаючи пропорцій аж до розтягнення на 24,5 відсотка. Однак фактично використовувати його таким чином не варто, тому що при такому розтягненні в підкладці і мідних електродах виникають пластичні (незворотні) деформації. Але якщо розтягувати його до 10,5 відсотка, після цього дисплей повністю відновлює свою початкову форму.
Одне з можливих застосувань розтягуваних дисплеїв - натільна електроніка. І деякі розробки в цій області вже є. У 2018 році японські інженери показали прототип прозорого дисплея, який приклеюється на шкіру і може відображати біометричні показники людини, такі як пульс.