Un nuevo "fieltro" conductor transporta electricidad incluso cuando está retorcido, doblado y estirado. Crédito:Matthew Catenacci
El poder de seguimiento del ejercicio de un Fitbit pronto puede saltar de su muñeca a su ropa.
Los investigadores buscan incorporar dispositivos electrónicos como rastreadores de actividad física y monitores de salud en nuestras camisetas, sombreros, y zapatos. Pero nadie quiere cables de cobre rígidos o transistores de silicio que deformen su ropa o se claven en la piel.
Los científicos del laboratorio de Benjamin Wiley en Duke han creado un nuevo "fieltro" conductor que se puede estampar fácilmente en telas para crear cables flexibles. El fieltro compuesto de nanocables de cobre recubiertos de plata y caucho de silicona, lleva electricidad incluso cuando está doblado, estirado y retorcido, una y otra vez.
"Queríamos crear un cableado que se pudiera estirar en el cuerpo, "dijo Matthew Catenacci, estudiante de posgrado en el grupo de Wiley.
Para crear un cable flexible, el equipo primero succiona una solución de nanocables de cobre y agua a través de una plantilla, creando una pila de nanocables entrelazados en la forma deseada. El material es similar a las fibras entretejidas que componen el fieltro de tela, pero en una escala mucho menor, dijo Wiley, profesor asociado de química en Duke.
"La forma en que pienso sobre los cables son como palitos de espaguetis crudos, "Dijo Wiley." El agua pasa a través, y luego terminas con este montón de palos con una alta porosidad ".
El fieltro conductor está hecho de pilas de nanotubos de cobre recubiertos de plata entrelazados rellenos con una goma de silicona estirable (izquierda). Cuando estirado, El fieltro hecho de caucho más flexible es más resistente a pequeños desgarros y agujeros que los fieltros hechos de caucho más rígido (centro). Estos desgarros se pueden ver en pequeñas cavidades en el fieltro (derecha). Crédito:Matthew Catenacci
Los nanocables entrelazados se calientan a 300 F para fundir los contactos juntos, y luego se agrega caucho de silicona para llenar los espacios entre los cables.
Para mostrar la flexibilidad de su nuevo material, Catenacci modeló el fieltro de nanoalambres en una variedad de formas onduladas, patrones serpenteantes. Estirar y retorcer los cables hasta 300 veces no degradó la conductividad.
"En una escala mayor, podrías tomar una camisa entera, ponerlo sobre un filtro de vacío, y con una plantilla puedes crear cualquier patrón de alambre que quieras, ", Dijo Catenacci." Después de agregar el silicio, por lo que solo tendrá un parche de tela que se pueda estirar ".
El material mantiene su conductividad cuando se retuerce y estira. Crédito:Matthew Catenacci
Su fieltro no es el primer material conductor que muestra la agilidad de una gimnasta. Los alambres flexibles hechos de microescamas de plata también exhiben este conjunto único de propiedades. Pero el nuevo material tiene el mejor rendimiento que cualquier otro material hasta ahora, ya un costo mucho menor.
"Este material retiene su conductividad después de estirarse mejor que cualquier otro material con una conductividad inicial tan alta. Eso es lo que lo separa, "Dijo Wiley.
