Гибкие схемы из бумаги: как origami превращается в электронные устройства

Исследователи из Лаборатории MEI при Городском университете Гонконга представили инновационный подход к созданию гибких электронных схем на основе бумаги. Вместо традиционных методов, требующих использования медной ленты или других проводящих материалов, команда предложила использовать специальный материал, пропитанный жидким металлом. При механическом воздействии — складывании или резке — на поверхности образуются проводящие дорожки, что позволяет интегрировать электронные компоненты в поделки из бумаги.

Для создания материала используется нетканый текстиль, состоящий из 55% полиэстера и 45% целлюлозы. Его пропитывают смесью изопропанола и жидкого сплава галлия с индием. Изначально материал не проводит ток из-за оксидной плёнки, покрывающей капли металла. Однако при давлении от 2,5 до 100 мегапаскалей, возникающем при складывании или резке, плёнка разрушается, и соседние частицы металла соединяются, образуя проводящие участки. Сопротивление таких дорожек составляет 4,4 Ом/см для сгибов и 23,18 Ом/см для разрезов.

Чтобы упростить процесс создания электронных поделок, учёные разработали набор инструментов LiqMetCraft. Он включает материалы, шаблоны для оригами и киригами, а также браузерное приложение для проектирования и сборки. Пользователи могут выбирать готовые дизайны или создавать собственные, получая пошаговые инструкции. В ходе тестирования 42 участника успешно справились с задачей, а некоторые даже вышли за рамки предложенных шаблонов, создавая уникальные проекты.

Технология открывает новые возможности для образовательных проектов, позволяя сочетать традиционные ремёсла с современной электроникой. В будущем исследователи планируют экспериментировать с другими материалами и расширять функциональность, добавляя возможность создания переключателей и потенциометров непосредственно из бумаги. Это может превратить обычные поделки в интерактивные устройства, что особенно актуально для STEM-образования.