Носимые устройства все чаще используются в широком спектре приложений, от небольшой электроники до встроенных устройств, таких как датчики, исполнительные механизмы, дисплеи и сборщики энергии.
Несмотря на многочисленные преимущества, высокая стоимость и сложные производственные процессы по-прежнему препятствовали коммерциализации. Кроме того, их долговечность часто подвергалась сомнению.
Чтобы решить эти проблемы, команда профессора Хонга разработала новый процесс производства и технологию анализа для тестирования механических свойств доступных носимых устройств.
Для этого процесса исследовательская группа использовала процедуру горячего прессования и отливки ленты для соединения тканевых структур из полиэстера и полимерной пленки. Горячий пресс обычно используется при производстве батарей и топливных элементов из-за его высокой адгезии. Прежде всего, процесс занимает всего две-три минуты.
Недавно разработанный процесс производства позволит напрямую применять устройство в одежде общего назначения с помощью горячего прессования, так же как графические пятна могут быть прикреплены к одежде с помощью теплового пресса.
В частности, когда полимерная пленка подвергается горячему прессованию на ткани при температуре ниже ее температуры кристаллизации, она переходит в аморфное состояние. В этом состоянии он плотно прилегает к вогнутой поверхности ткани и проникает в промежутки между поперечными утками и продольными нитями. Эти особенности приводят к высокой прочности межфазной адгезии.
По этой причине горячее прессование может снизить стоимость производства за счет прямого нанесения носимых устройств на тканевой основе на обычную одежду.
В дополнение к традиционному испытанию на долговечность циклов изгиба, недавно представленная система анализа поверхности и межфазного разреза доказала высокую механическую прочность носимого устройства на тканевой основе путем измерения высокой прочности межфазной адгезии между тканью и полимерной пленкой. Профессор Хонг сказал, что исследование закладывает новую основу для процесса производства и анализа носимых устройств с использованием тканей и полимеров.
Он добавил, что его команда впервые использовала систему анализа поверхности и межфазной резки (SAICAS) в области носимой электроники для проверки механических свойств носимых устройств на полимерной основе. Их система анализа поверхности и межфазного разреза более точна, чем традиционные методы (тест на отслаивание, тест на ленту и тест на микростатяжение), потому что она качественно и количественно измеряет прочность сцепления.
Профессор Хонг объяснил: «Это исследование может позволить коммерциализировать высокопрочные носимые устройства на основе анализа их прочности на межфазную адгезию. Наше исследование закладывает новую основу для производственного процесса и анализа других устройств с использованием тканей и полимеров.
Мы с нетерпением ждем, когда носимая электроника на тканевой основе выйдет на рынок очень скоро."
Результаты этого исследования были зарегистрированы в качестве внутреннего патента в Корее в прошлом году и опубликованы в Nano Energy в этом месяце.
Это исследование было проведено в сотрудничестве с профессором Йонг Мин Ли из отдела энергетики и инженерии DGIST, профессором Квансу Но из отдела материаловедения и инженерии KAIST и профессором Сынхва Рю из отдела машиностроения KAIST.