Des chercheurs chinois ont développé des fibres conductrices à base de polyuréthane-qui peuvent s'étirer jusqu'à cinq fois leur longueur d'origine, s'auto-réparer-après avoir été coupées et soutenir les textiles lumineux réactifs au toucher-.
Les fibres ont été produites par filage humide-d'un mélange de polyuréthane et d'un liquide ionique. Le réseau conducteur d'ions -interconnecté résultant maintenait des voies de mouvement des ions alors que les chaînes de PU environnantes subissaient une déformation substantielle.
Des chercheurs de l'Université de Donghua, de l'Université de Jilin et du China FAW Group ont incorporé les fibres dans des dispositifs électroluminescents à courant alternatif- destinés aux écrans portables et aux interfaces-homme-machine.
Les fibres ont atteint un allongement de 500 % et une conductivité ionique de 2,8 × 10−6 S/cm. L'équipe de recherche a déclaré avoir conservé des performances mécaniques stables au cours de cycles d'étirement répétés sans dégradation évidente.
Le liquide ionique dispersé dans la matrice élastomère PU a permis au réseau conducteur de s'adapter au mouvement sans interrompre le transport des ions. Cela a permis aux appareils de continuer à émettre de la lumière tout en subissant de grandes déformations.
Les chercheurs ont également démontré un éclairage tactile-en utilisant un couplage capacitif entre le corps de l'utilisateur et la fibre. Toucher l'appareil modifiait son champ électrique et déclenchait une réponse visible sans nécessiter un interrupteur mécanique conventionnel.
Après la rupture d’une fibre, les interactions dynamiques au sein du polyuréthane ont permis aux surfaces coupées de se reconnecter à température ambiante. Le liquide ionique a ensuite rétabli le chemin conducteur interne-, rétablissant à la fois la conduction électrique et les performances d'émission de lumière-.
L'équipe a déclaré que les fibres électroluminescentes conventionnelles ont souvent du mal à combiner extensibilité, durabilité mécanique et flux lumineux stable. L'endommagement d'un chemin conducteur peut désactiver définitivement ces dispositifs, tandis que des mouvements répétés peuvent provoquer des fissures, un délaminage ou une perte de conductivité.
Les chercheurs pensent que la combinaison de l'élasticité, de l'auto-réparation et de la réactivité au toucher pourrait rendre les fibres PU adaptées aux vêtements intelligents, aux écrans flexibles et aux interfaces homme-machine interactives.
Le travail reste au stade de laboratoire et les chercheurs n'ont pas signalé d'essais de fabrication à l'échelle commerciale, de tests de lavage ou de performances à long terme dans des conditions normales d'utilisation des vêtements.
L'étude intitulée "Les fibres conductrices ioniques ultra-extensibles et mécaniquement robustes permettent des composants électroniques électroluminescents portables avec une grande tolérance à la déformation et un couplage capacitif du corps-", a été publiée dans leJournal de la science des matériauxle 11 août.