Команда ученых из Университета Кюсю представила новый класс гибкой электроники, который получил название «кинетическая электроника». В отличие от традиционных носимых устройств с жесткой конструкцией, новая технология состоит из тонких модулей, способных менять форму, соединяться между собой и образовывать единую работающую систему.
В основе разработки лежит многослойная пленка, объединяющая электронные схемы и специальный приводящий слой из полипропилена и полиимида. При нагреве встроенным золотым микронагревателем материалы расширяются с разной скоростью, заставляя модуль изгибаться в заданном направлении. Именно это движение используется для автоматического соединения отдельных элементов конструкции.
Исследователи создали несколько вариантов механизма стыковки. Один из них использует петлеобразное соединение, а другой напоминает миниатюрную клешню, которая надежно фиксирует соседний модуль и сохраняет соединение даже после полного отключения питания. При этом система одновременно обеспечивает как механическое крепление, так и непрерывную передачу электрического сигнала между отдельными элементами.
Экспериментальная платформа работает при напряжении всего от 5 до 12 вольт и отличается низким энергопотреблением. По словам авторов исследования, это подтверждает возможность создания реконфигурируемых электронных систем, которые смогут самостоятельно изменять свою структуру, не теряя работоспособности.
По мнению разработчиков, технология найдет применение сразу в нескольких областях. В будущем носимые медицинские датчики смогут перестраиваться под разные задачи диагностики, мягкие роботы — менять форму для работы в ограниченном пространстве, а электронные устройства — автоматически восстанавливать поврежденные соединения. Исследователи считают, что в перспективе подобные системы смогут приблизиться по своим свойствам к живым организмам, самостоятельно адаптируясь к окружающей среде и восстанавливая свою структуру после повреждений. Результаты работы опубликованы в журнале npj Flexible Electronics.
