Sursa: riken.jp
Tehnologia termocontractibilă dezvoltată de o echipă all-RIKEN ar putea permite ca celulele solare și senzorii tactili să fie atașați la obiecte ale căror forme le fac dificile pentru laminat1.
Studii recente au indicat că panourile curbate cu celule solare captează lumina soarelui mai eficient decât cele plate în zilele înnorate. O modalitate de a produce electronice curbate este cu substraturi asemănătoare cauciucului, dar celulele solare de pe astfel de substraturi au de obicei performanțe mult mai scăzute. În schimb, celulele solare fabricate pe foi flexibile au o eficiență ridicată, dar pot fi dificil de atașat la suprafețe curbate - un fapt pe care oricine a încercat să-l înfășoare cadou o minge de fotbal poate atesta.
Cercetătorii conduși de Takao Someya de la Riken Center for Emergent Matter Science și-au dat seama că această problemă ar putea fi depășită folosind filme care se micșorează căldura, care sunt utilizate în mod obișnuit pentru a încapsula produse precum medicamentele over-the-counter. În timp ce majoritatea electronicelor sunt prea rigide sau fragile pentru a fi atașate pentru a micșora filmul, echipa este specializată în producerea de dispozitive ultra-subțiri cu proprietăți unice.
"Atunci când un material devine mai subțire, acesta devine mai flexibil - de aceea putem rupe folia de aluminiu cu mâna, dar putem folosi și aluminiu pentru a face biciclete", explică cercetătorul postdoctoral Steven Rich. "Deși folosim materiale rigide, cum ar fi metalele și materialele plastice, acestea sunt de trei ori mai subțiri decât o pungă de alimente și se pot îndoi foarte brusc fără a se rupe."
Rich și trei colegi RIKEN au atașat o foaie de polimer non-extensibilă, dar flexibilă, la o peliculă de micșorare, apoi au folosit microscopia pentru a observa structura stratificată în timpul diferitelor expuneri la căldură. Aceste teste au arătat că, pe măsură ce suprafața dispozitivului a scăzut cu până la 70%, foile de ultrathin au ușurat presiunea de compresie prin formarea ridurilor și pliurilor mici.
Controlând dimensiunea acestor riduri și alegând materiale capabile să supraviețuiască atât căldurii, cât și ridurilor severe, echipa RIKEN a descoperit că ar putea micșora modulele fotovoltaice organice prefabricate pe obiecte rotunde (Fig. 1), precum și pe cele cu unghiuri ascuțite și curburi neregulate, inclusiv roci din plastic și păpuși tradiționale japoneze Daruma.
Deși cercetătorii au anticipat că micșorarea ar putea deteriora componentele fotovoltaice și ar putea reduce performanța dispozitivului, s-a produs contrariul. Experimentele au indicat că proprietățile fotonice ale structurilor ridurilor induse de contracție au îmbunătățit absorbția luminii, sporind eficiența conversiei puterii cu până la 17% față de dispozitivele plane.
Echipa a folosit, de asemenea, ambalaj psihiatru pentru a laminat mânerul unei cești de ceai cu un senzor tactil electronic-o realizare delicată, care servește ca un exemplu de modul în care această tehnologie ar putea fi aplicate pe scară largă. "Am putea încorpora senzori împreună cu afișaje, sisteme de generare a energiei și tranzistoare pentru a crea interfețe interactive", spune Rich.
