Con una amplia gama de aplicaciones sanitarias, energéticas y militares, los dispositivos electrónicos elásticos son venerados por su capacidad de ser comprimidos, torcidos y conformados a superficies irregulares sin perder funcionalidad.
Al usar la elasticidad de polímeros como la silicona, estas tecnologías emergentes están diseñadas para moverse de manera que imiten la piel.
Esto arroja luz sobre por qué Smooth-On Ecoflex, una sustancia más utilizada comercialmente para crear moldes y máscaras de cine y prótesis, es el elastómero de silicona más prominente una sustancia similar al caucho que se encuentra en la investigación.
Mientras manejaba una muestra del material, el Dr. Matt Pharr, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica J. Mike Walker '66 de la Universidad de Texas A&M, y el estudiante graduado Seunghyun Lee, descubrieron recientemente un nuevo tipo de fractura.
"He realizado algunos trabajos en el área de la electrónica extensible, por lo que tengo muchos materiales de cuando era un postdoc. Tuvimos que almacenar muestras en nuestra oficina y, de la misma manera, tuve algunas aquí porque íbamos alos uso en un proyecto que no terminamos haciendo. Soy un nervioso nervioso y mientras jugaba con él, noté algo extraño ", dijo Pharr.
Esta rareza es a lo que Pharr y Lee se refieren en su reciente publicación "Propagación de grietas laterales y estables en un elastómero de silicona" como grietas laterales. Este fenómeno es cuando una fractura se ramifica desde una punta de grieta y se extiende perpendicular a la rotura original.
Sus hallazgos no solo brindan una nueva y fresca perspectiva sobre la formación de facturas y cómo aumentar la capacidad de estiramiento en elastómeros, sino que también sientan las bases para materiales más resistentes a la rotura y la rotura.
"Inicialmente, este material es isotópico, lo que significa que tiene las mismas propiedades en todas las direcciones. Pero una vez que comienzas a estirarlo, provocas algunos cambios microestructurales en el material que lo hacen anisotrópico, propiedades diferentes en todas las direcciones", dijoPharr. "Por lo general, cuando las personas piensan en la fractura de un material determinado, no piensan en que la resistencia a la fractura sea diferente según la dirección".
Sin embargo, esta conceptualización es crítica para la innovación y el avance en la electrónica extensible.
Como explicó Pharr, al cargar, los polímeros con incisiones tienden a separarse de un extremo a otro. Sin embargo, los materiales que presentan grietas laterales evitan que la fractura se profundice. En cambio, la incisión simplemente se expande junto al resto del elastómero y eventualmente, una vez estirado lo suficiente, parece nada más que una pequeña abolladura en la superficie del material, lo que elimina la amenaza de la grieta original.
Esto permite que la sección ilesa de un elastómero retenga sus propiedades funcionales y de soporte de carga, al tiempo que aumenta la capacidad de estiramiento.
En el futuro, al investigar cómo realizar ingeniería inversa en microestructuras que conducen al agrietamiento lateral, los investigadores pueden aprovechar los beneficios asociados con él y desarrollar métodos de aplicación a materiales que normalmente no exhiben tales fracturas. Esto conduciría a una mejor resistencia a la fractura en el mismocapas delgadas de elastómeros utilizados en electrónica extensible, así como una mayor capacidad de estiramiento, que son clave para el avance y la usabilidad futura de tales tecnologías.
"Para mí, esto es científicamente intrigante", dijo Pharr. "No se espera. Y ver algo que no espero siempre despierta curiosidad. El material está literalmente sentado en un cajón de mi escritorio y esto fue todoinspirado jugando ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas A&M . Original escrito por Hannah Conrad. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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