30 de mayo de 2020 (Noticias de Nanowerk) Imagine una pantalla digital flexible que se cura a sí misma cuando se rompe, o un robot emisor de luz que localiza a los supervivientes en entornos oscuros y peligrosos o lleva a cabo tareas agrícolas y de exploración espacial. Un material novedoso desarrollado por un equipo de investigadores de NUS podría convertir estas ideas en realidad. El nuevo material estirable, cuando se utiliza en dispositivos de condensadores emisores de luz, permite una iluminación muy visible a voltajes operativos mucho más bajos y también es resistente al daño debido a sus propiedades de autorreparación. Esta innovación, llamada dispositivo HELIOS (que significa dispositivo optoelectrónico estirable de iluminación de bajo campo curable), fue lograda por el profesor asistente Benjamin Tee y su equipo del Instituto de Innovación y Tecnología de la Salud de NUS y Ciencia e Ingeniería de Materiales de NUS. Los resultados de la investigación se informaron por primera vez en Nature Materials (“Un dieléctrico transparente, autorreparable y de alto κ para dispositivos optoelectrónicos estirables de baja emisión de campo”).

[Contenido incrustado]

Este material novedoso desarrollado por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur tiene aplicaciones prometedoras que incluyen pantallas de visualización flexibles a prueba de daños y piel electrónica iluminadora para robots blandos autónomos.

Material duradero y de bajo consumo para dispositivos portátiles electrónicos de próxima generación y robots blandos

“Los materiales optoelectrónicos estirables convencionales requieren alto voltaje y altas frecuencias para lograr un brillo visible, lo que limita la portabilidad y la vida útil operativa. Dichos materiales también son difíciles de aplicar de manera segura y silenciosa en las interfaces hombre-máquina”, explicó el profesor asistente Tee, quien también es de NUS Electrical and Computer Engineering, N.1 Institute for Health y el programa Hybrid Integrated Flexible Electronic Systems. Para superar estos desafíos, el equipo de cinco investigadores de NUS comenzó a estudiar y experimentar con posibles soluciones en 2018 y finalmente desarrolló HELIOS después de un año. Para reducir las condiciones de funcionamiento electrónico de los materiales optoelectrónicos estirables, el equipo desarrolló un material que tiene una permitividad dieléctrica muy alta y propiedades de autorreparación. El material es una lámina de goma elástica transparente hecha de una mezcla única de fluoroelastómero y surfactante. La alta permitividad dieléctrica le permite almacenar más cargas electrónicas a voltajes más bajos, lo que permite un mayor brillo cuando se usa en un dispositivo de condensador emisor de luz. A diferencia de los condensadores emisores de luz estirables existentes, los dispositivos habilitados para HELIOS pueden encenderse a voltajes que son cuatro veces más bajos y lograr una iluminación que es más de 20 veces más brillante. También logró una iluminación de 1460 cd/m2 a 2.5 V/µm, la más brillante alcanzada hasta la fecha por condensadores emisores de luz estirables, y ahora es comparable al brillo de las pantallas de los teléfonos móviles. Debido al bajo consumo de energía, HELIOS puede lograr una vida útil más prolongada, utilizarse de manera segura en las interfaces hombre-máquina y recibir alimentación inalámbrica para mejorar la portabilidad. HELIOS también es resistente a desgarros y pinchazos. Los enlaces reversibles entre las moléculas del material se pueden romper y reformar, lo que permite que el material se autorrepare en condiciones ambientales ambientales. Al describir el impacto potencial de HELIOS, el profesor asistente Tee dijo: “La luz es un modo esencial de comunicación entre humanos y máquinas. A medida que los humanos se vuelven cada vez más dependientes de las máquinas y los robots, existe un gran valor en el uso de HELIOS para crear dispositivos o pantallas emisores de luz 'invencibles' que no solo son duraderos sino también energéticamente eficientes. Esto podría generar ahorros de costos a largo plazo para fabricantes y consumidores, reducir los desechos electrónicos y el consumo de energía y, a su vez, permitir que las tecnologías de visualización avanzadas se vuelvan amigables con la billetera y con el medio ambiente”. Por ejemplo, HELIOS se puede utilizar para fabricar pantallas inalámbricas de larga duración a prueba de daños. También puede funcionar como una piel electrónica iluminadora para robots blandos autónomos que se implementarán para agricultura inteligente en interiores, misiones espaciales o zonas de desastre. Tener una piel de iluminación autorreparable de baja potencia proporcionará iluminación de seguridad para que el robot maniobre en la oscuridad mientras permanece operativo durante períodos prolongados.

Próximos pasos

El equipo de NUS ha solicitado una patente para el nuevo material y está buscando ampliar la tecnología para empaques especiales, luces de seguridad, dispositivos portátiles, aplicaciones automotrices y robóticas.

Fuente: https://feeds.nanowerk.com/~/625591606/0/nanowerk/agwb~New-stretchable-selfhealing-and-illuminating-electronic-material-for-wearables-and-soft-robots.php