Техніка киригами дозволила полімеру розтягуватися в 20 разів без втрати провідності
Вчені навчилися створювати з полімерів провідні структури, які не втрачають електропровідність навіть при розтягненні на 2 тисячі відсотків. Таких результатів вдалося домогтися за допомогою надрізів у початковому аркуші, зроблених за японською технікою киригами, пишуть дослідники в журналі.
Інженери, які розробляють носимі пристрої, пропонують використовувати в них розтягувані матеріали, які здатні витримувати постійні навантаження. Але проводять матеріали зазвичай при розтягненні сильно втрачають в електропровідності. Однак можна спробувати створити провідні конструкції, еластичність буде обумовлена не властивостями матеріалу, а її структурою. Для цього часто використовують японську техніку кіригами, при якій об'ємні конструкції створюються за допомогою надрізів у плоских листах.
Дослідники з Університету штату Нью-Йорк в Буффало під керівництвом Шеньцян Жень (Shenqiang Ren) використовували цю техніку для створення проведених полімерних листів. Для цього вони використовували композит з двох полімерів, кожен з яких виконує свою функцію: в міцній полімерній матриці рівномірно розподілені нановолокна з проведеного полімеру.
Розчин цих полімерів у толуолі наноситься на поверхню води в судині і за рахунок ефекту Марангоні полімери розподіляються по всій поверхні води. Після цього органічний розчинник випаровується і на поверхні води залишається полімерна плівка товщиною в кілька десятків нанометрів і шириною кілька сантиметрів. Цю плівку можна використовувати у вихідному вигляді або закріплювати на інших матеріалах, наприклад, папері або іншій полімерній плівці.
Автори статті нанесли провідний композит на поліетилентерефталатну плівку і зробили на ній розрізи в стилі киригами. Після цього вони протестували її механічні властивості. З'ясувалося, що вона може без руйнування розтягуватися на 3 тисячі відсотків, правда, при цьому електропровідність падає на 35 відсотків. Якщо ж розтягувати плівку на 2 тисячі відсотків, то провідність не змінюється. Невелике падіння електричних властивостей вчені помітили тільки після тисячі таких розтягнень.
Нещодавно японські вчені використовували киригами для створення еластичних біосенсорів, але опір їхнього матеріалу помітно зростає вже при розтягненні на 600-700 відсотків. Дослідники запропонували використовувати цю властивість для створення чутливих датчиків розтягнення.