Метаматериалы для гибких компьютерных чипов

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новую технологию изготовления материалов, позволяющую им стать гибкими, оставаясь при этом прочными и в некоторой степени жесткими.

Согласно отчету MIT News, исследовательская группа достигла этого, используя микроскопическую конструкцию двойной сети, которая объединяет микроскопические распорки и тканую архитектуру. Эта комбинация была впервые опробована на полимере, похожем на плексиглас, что позволило ему растянуться в четыре раза до разрыва. Однако эту же технику можно применить и к другим материалам, таким как стекло, керамика и металлы, что расширит ее возможности для других отраслей, таких как полупроводники.

Эта конструкция метаматериала получает свою прочность от микроскопических распорок и ферм, что делает ее жесткой, но хрупкой. Однако, добавив нитевидную структуру из катушек, которые оборачиваются вокруг линейной опорной структуры, полимерный материал смог растянуться в три раза больше своего размера, прежде чем разрушиться, что примерно в десять раз больше, чем материал, использующий только базовую решетчатую структуру.

«Мы открываем эту новую территорию для метаматериалов», — говорит доцент Массачусетского технологического института Карлос Портела, который является частью команды, стоящей за этим исследованием. «Вы можете напечатать двойной сетчатый металл или керамику, и вы можете получить множество этих преимуществ, в том смысле, что потребуется больше энергии, чтобы их разорвать, и они будут значительно более эластичными».

Секрет его дополнительной гибкости заключается в узлах и переплетениях структуры нитей внутри решетчатого каркаса. Это позволяет ему поглощать больше напряжения, и когда на стойке появляется трещина, она вряд ли распространится насквозь из-за того, как неравномерно распределяется энергия по материалу.

«Представьте себе эту сотканную сеть как беспорядок спагетти, запутавшихся вокруг решетки. Когда мы разрушаем монолитную решетчатую сеть, эти сломанные части прибывают вместе с нами, и теперь все эти спагетти запутываются с частями решетки», — сказал Портела MIT News. «Это способствует большему запутыванию между сотканными волокнами, что означает большее трение и большее рассеивание энергии».

Эту новую технологию можно потенциально применять в полупроводниках, что позволит производителям создавать гибкие чипы, которые можно устанавливать на одежду и другие носимые аксессуары. Кроме того, исследовательская группа изучает возможность использования двух разных материалов для структуры. Одним из примеров является использование полимеров, которые по-разному реагируют на температуру, так что материал становится мягче и более податливым в холодной среде, а тверже и жестче в горячих условиях.

Хотя мы вряд ли увидим это в носимой технике в течение следующего года, эти достижения дают нам представление о возможностях завтрашнего дня. Возможно, в будущем мы увидим умную одежду или продвинутые носимые устройства, работающие на чипах, использующих эту технологию.

Подпишитесь на Tom's Hardware в Google News , чтобы получать наши последние новости, аналитику и обзоры в своих лентах. Не забудьте нажать кнопку Follow.

Источник: Tomshardware.com