Дослідники з EPFL створили електронне волокно нового покоління, яке зберігає повну функціональність навіть при розтягуванні більш ніж у десять разів — прорив, що може змінити підхід до розумного одягу, медичних датчиків і м’якої робототехніки.
Ключем до винаходу став «рідкий метал» — безпечний сплав індію та галію, який залишається рідким при кімнатній температурі та має високу електропровідність. Як пояснює керівник лабораторії FIMAP Фаб’єн Сорін, «рідкі метали надзвичайно складні в обробці, але ми знайшли спосіб поєднати стабільну провідність із гнучкістю». Команда використала метод термічного витягування, традиційний для оптичних волокон, спростивши процес виготовлення та забезпечивши точний контроль електронних властивостей матеріалу.
Аспірантка Стелла Лаперрузаз, перша авторка дослідження, пояснює, що структура волокна визначається під час формування преформи — об’ємної моделі майбутнього волокна. «Коли рідкий метал змішується з м’якою еластомерною матрицею, він утворює краплі, які під час нагрівання розриваються та активують провідні ділянки». Це дозволяє створювати волокна, де окремі зони працюють як електрично активні або ізолюючі компоненти, формуючи гнучку сенсорну систему.
Під час випробувань нові волокна продемонстрували виняткову чутливість до рухів навіть при значному розтягуванні, перевершивши існуючі еластичні датчики. Щоб показати практичний потенціал технології, дослідники інтегрували волокна у розумний наколінник, який точно відстежував рухи ноги під час ходьби, бігу та стрибків. За словами Соріна, «таке волокно можна легко адаптувати для моніторингу інших суглобів — від щиколоток до зап’ясть».
Найамбітнішою метою проєкту є масштабування виробництва. «Наше волокно можна інтегрувати у метри або навіть кілометри тканини», — додає Сорін. Це відкриває шлях до створення розумних текстильних матеріалів, придатних для м’яких протезів, роботизованих кінцівок і реабілітаційного обладнання. Дослідження, опубліковане в Nature Electronics, демонструє, як поєднання інноваційних матеріалів і технологій виробництва формує нове покоління адаптивної носимої електроніки.