액체 금속을 사용한 신축성 전자 섬유

EPFL(École Polytechnique Fédérale de Lausanne) 연구원들은 원래 길이의 10배 이상 늘어나도 안정적인 전도성을 유지하는 실온 액체 금속 합금 방울이 내장된 새로운 "전자 섬유"를 개발했습니다.

무독성 인듐-갈륨 액체 금속을 부드러운 엘라스토머 매트릭스에 삽입한 다음 일반적으로 광섬유에 사용되는 열 드로잉 공정을 사용하여 더 큰 프리폼을 길고 얇은 섬유로 끌어당기는 데 중점을 두고 있습니다.섬유가 당겨지고 재료가 늘어남에 따라 액체 금속은 미세한 물방울로 부서지고 특정 전도성 경로를 활성화하여 팀이 섬유의 어느 영역이 전도되고 어느 영역이 전도되지 않는지를 세밀하게 제어할 수 있습니다.

테스트에서 섬유는 원래 길이의 10배 이상으로 확장된 경우에도 높은 감도를 유지했습니다. 이는 전도성, 신축성 및 내구성 간의 균형으로 인해 기존의 많은 신축성 전자 장치가 달성하기 위해 애쓰는 동작입니다.개념 증명으로 팀은 섬유를 부드러운 무릎 보호대에 통합했습니다.보조기는 무릎 굽힘, 달리기 중 보행, 쪼그려 앉기, 점프 등을 추적하고 동작 각도를 실시간으로 성공적으로 재구성했습니다.

팀은 이 작업이 확장성과 통합의 잠재력을 가지고 있다고 설명합니다. 기존 전자 장치는 단단하고 깨지기 쉬우며 부피가 커서 웨어러블, 소프트 로봇 공학 및 직물에서의 사용이 제한되는 경향이 있습니다.대조적으로, 새로운 섬유는 원칙적으로 수 미터 또는 수 킬로미터에 달하는 직물에 내장되어 스마트 의류, 보철물, 로봇 피부 및 동작 감지 직물을 향한 길을 제공할 수 있습니다.상용 제품으로 변환하는 것은 과제를 가져올 것입니다. 대량 생산, 장기적인 내구성 보장, 일상 직물에의 통합은 결코 쉽지 않습니다.그러나 Nature Electronics에 발표된 이 연구는 말 그대로 사용자나 기계와 함께 확장되는 전자 장치를 향한 구체적인 단계를 보여줍니다.