Der BIND-Anschluss hält die „Dehnbarkeit“ in dehnbaren elektronischen Geräten aufrecht

Während das Gebiet der dehnbaren Elektronik vielversprechend ist, kann das Zusammenfügen der Komponenten solcher Geräte schwierig sein. Abhilfe soll ein neuer Verbinder schaffen, der sich zwischen den Komponenten erstreckt und diese in Sekundenschnelle miteinander verbindet.

Nach derzeitigem Stand sind die verschiedenen Teile dehnbarer elektronischer Geräte (z. B. Roboter mit weichem Körper oder tragbare Sensoren) häufig direkt miteinander verklebt. Leider können elektrische Signale nicht durch den Kleber übertragen werden. Außerdem wird die Bindung des Klebers schnell aufbrechen, wenn diese Teile in entgegengesetzte Richtungen gezogen werden.

Auf der Suche nach einer besser funktionierenden Alternative entwickelte ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Prof. Chen Xiaodong von der Nanyang Technological University in Singapur einen bandartigen Verbinder namens BIND (BIphasic, Nano-dispersed Interface).

Es besteht hauptsächlich aus einem weichen Thermoplast, der bereits häufig in dehnbaren Elektronikgeräten verwendet wird und als Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol bekannt ist. In die thermoplastische Matrix sind elektrisch leitfähige Nanopartikel aus Gold oder Silber eingebettet.

Wenn Benutzer dehnbare elektronische Geräte zusammenbauen, drücken sie einfach jedes Ende eines BIND-Steckers auf die Leiterplatte usw. in jeder der beiden Komponenten – die Enden haften in nur 10 Sekunden sicher an diesen Elementen. Der Verbinder kann dann bis zum Siebenfachen seiner entspannten Länge gedehnt werden, ohne zu brechen. Außerdem überträgt es weiterhin ein robustes elektrisches Signal zwischen den Komponenten, während es um das bis zu 2,8-fache seines Normalzustands gedehnt wird.

Darüber hinaus zeigte ein standardmäßiger Schälhaftungstest, dass die beiden Enden des Verbinders (die mit den verbundenen Komponenten verbunden sind) eine 60-mal höhere Haftfestigkeit als herkömmliche Verbindungskleber aufweisen.

Die Technologie wurde bereits erfolgreich an Überwachungsgeräten getestet, die an Ratten und an der menschlichen Haut befestigt wurden und bei letzterem die elektrische Aktivität der Armmuskulatur auch unter Wasser maßen.

„Diese beeindruckenden Ergebnisse beweisen, dass unsere Schnittstelle zum Bau hochfunktionaler und zuverlässiger tragbarer Geräte oder Soft-Roboter verwendet werden kann“, sagte Dr. Jiang Ying von Nanyang. „Zum Beispiel kann es in hochwertigen tragbaren Fitness-Trackern verwendet werden, bei denen Benutzer sich auf die Art und Weise dehnen, gestikulieren und bewegen können, die ihnen am besten gefällt, ohne dass die Fähigkeit des Geräts, ihre physiologischen Signale zu erfassen und zu überwachen, beeinträchtigt wird.“

Ein Artikel über die Forschung – an der auch Wissenschaftler der Stanford University beteiligt waren; Shenzhen Institute of Advanced Technology; Agentur für Wissenschaft, Technologie und Forschung (A*STAR); und der National University of Singapore – wurde kürzlich in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Quelle: Nanyang Technological University