Японские ученые разработали самособирающуюся электронику с изменяемой конфигурацией

Исследователи из Университета Кюсю создали инновационные тонкоплёночные компоненты, способные автономно соединяться, разъединяться и трансформироваться в пространстве. Этот концепт, получивший название «кинетическая электроника», радикально отличается от традиционных стационарных плат: устройства могут менять физическую структуру и интегрироваться друг с другом для выполнения сложных задач.

В основе технологии лежит интеграция электрических цепей и активных приводов в единую ультратонкую плёнку. Исполнительный механизм выполнен из композита полипропилена и полиимида — материалов с различными коэффициентами теплового расширения. При активации золотого микронагревателя плёнка меняет свою форму, что позволяет модулю совершать манипуляции без использования громоздких внешних приводов.

Специалисты разработали несколько способов сопряжения модулей: от петельно-крючковой системы до захвата «когтевого» типа. Последний тип отличается тем, что сохраняет прочность фиксации даже после обесточивания. Процесс сцепки обеспечивает не только механическое единство, но и создание качественного электрического контакта, необходимого для обмена энергией и передачи данных между блоками.

Система функционирует в диапазоне напряжений 5–12 В. В процессе стыковки механизм с зондом выдает перемещение до 10 мм при энергопотреблении 1,1 Вт. Разъединительные узлы потребляют всего 0,43 Вт, при этом удерживающая сила достигает 618 мгс (примерно 6,1 мН), причем состояние покоя сохраняется даже после отключения питания.

Разработчиками были протестированы два основных форм-фактора: система с плоским стыковочным зондом и модульный разделительный механизм. Тесты на практике доказали эффективность создания динамических электронных систем, способных к самосборке и сохранению работоспособности в единой конфигурации.

Технология найдет применение в индустрии гибкой электроники, включая носимые медицинские гаджеты, биосовместимые импланты и сегмент мягкой робототехники. В перспективе такие адаптивные системы смогут самостоятельно модифицировать свою форму под конкретные нужды и выполнять автоматическое восстановление целостности при повреждениях.

Источник: iXBT