Elektronische schakelingen voor biomedische en textieltoepassingen, die niet alleen flexibel maar ook eleastisch zijn, zullen in de toekomst het gebruikerscomfort flink verbeteren. Zo'n schakeling kan meebuigen als iemand een beweging maakt, zodat ze nauwelijks merkbaar is. Blaasimplantaten tegen incontinentie, hersenelektrodes voor het behandelen van epilepsie en depressies, valdetectoren voor ouderen en intelligent textiel dat de gezondheidstoestand kan bewaken, dat zijn allemaal mogelijke toepassingen voor flexibele elektronica.
Voor de realisatie van elastische elektronische schakelingen moeten alle componenten in de schakeling worden voorzien van verbindingen die net zoals rubber kunnen uitrekken, terwijl ze wel moeten blijven geleiden. Als eerste resultaat heeft het met IMEC geassocieerde laboratorium aan de universiteit van Gent 3 cm lange elastische verbindingsdraden gerealiseerd door 4 µm dikke gouddraden in een elastische siliconenfilm onder te brengen. Hierbij is een hoefijzervorm gebruikt, waardoor de trekkracht in de draad beduidend lager is dan bij toepassing van een elliptische vorm. Om de rekbaarheid nog verder op te voeren zonder dat de elektrische eigenschappen worden beïnvloed, is elke verbinding ook nog eens opgesplitst in vier parallel lopende sporen. De draden zijn verder voorzien van een laagje nikkel met een dikte van 2 µm, zodat eraan gesoldeerd kan worden.
De verbindingsdraden werden in het laboratorium gefabriceerd in meerdere varianten met verschillende hoeken voor de hoefijzervorm. Deze werden vervolgens getest door ze uit te rekken en te meten wanneer de elektrische geleiding het begaf. De elektrische onderbreking ontstond altijd door een breuk in het metaalspoor. Bij alle teststroken met een onderbreking werd de verbinding weer hersteld als de draad werd teruggebracht tot zijn oorspronkelijke lengte.
De beste teststrook rekte uit van 3 tot 6 centimeter zonder dat de verbinding werd onderbroken.
Naast de realisatie van de verbindingsdraden werden ook elektronicacomponenten in rekbaar materiaal ondergebracht. Om het geheel een bepaalde vorm te geven, werd voor elk elektronica-ontwerp een aparte gietmal ontworpen. Speciale aandacht werd hierbij geschonken aan het luchtvrij houden van het rekbare materiaal om luchtbelletjes te voorkomen. Op de plekken waar 'vaste' componenten aanwezig waren, werd het isolatiemateriaal bewust een stuk dikker gemaakt om deze plaatsen minder rekbaar te maken.
Meer info:
http://tfcg.elis.ugent.be/projects/stretchable.html
www.imec.be
Achtergrondartikelen
Wachtwoord vergeten?
)
