Modellierung von Falten und Knicken in Materialien, die die Grundlage der flexiblen Elektronik bilden

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Flexible Schaltkreise sind in der modernen Technologie zu einem höchst begehrten Gut geworden, wobei Anwendungen in der Biotechnologie, Elektronik, bei Monitoren und Bildschirmen von besonderer Bedeutung sind.

Ein neuer Artikel von John F.

Niven, Department of Physics & Astronomy, McMaster University, Hamilton, Ontario, der in EPJ E veröffentlicht wurde, zielt darauf ab, zu verstehen, wie sich Materialien, die in der flexiblen Elektronik verwendet werden, unter Belastung und Beanspruchung verhalten, insbesondere wie sie sich knittern und wölben.Das Design flexibler Schaltungen umfasst im Allgemeinen eine dünne, starre Deckschicht – eine metallische oder polymere Folie, die auf ein dickes, flexibles Substrat gelegt wird – und ein weiches und dehnbares Elastomer.

Das Komprimieren dieser starren Deckschicht kann zu einer lokalen Ausbeulung mit einem sinusförmigen Faltenmuster führen, das es ermöglicht, dass ihre überschüssige Oberfläche vom komprimierten Substrat aufgenommen werden kann.Beim Design biomedizinischer Geräte und tragbarer Elektronik ist das mechanisch induzierte Beulen der plausibelste Mechanismus.

Daher ist es für solche Anwendungen von entscheidender Bedeutung, mechanische Instabilitäten zu verstehen und zu verstehen, wie sie von der Geometrie und den Materialeigenschaften der einzelnen Schichten abhängen.

Letztlich geht es darum, einen Bindungsverlust zwischen den Schichten und die Entstehung von Hohlräumen zu vermeiden.Niven und seine Kollegen führten ein Experiment durch, um die geometrischen Parameter zu bestimmen, die bestimmen, wie eine freistehende Doppelschicht aus Film in eine globale oder lokale Knickung übergeht.

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Bei dem Experiment wurde auch die Auswirkung unterschiedlicher Eigenschaften des Deckfilms und der Substratschichten, wie z.B.

ihre relative Dicke, gemessen.

Die Spannung wurde auf die Material-Elastosil-Platten -biaxial durch Verschiebung der gut haftenden Schichten in verschiedene Richtungen ausgeübt, wobei die senkrechte Richtung des Materials fixiert blieb.Das Ergebnis der Experimente des Teams war ein Kraftausgleichsmodell, das es den Forschern ermöglicht, das Verhalten solcher Systeme besser zu verstehen, wenn das Dickenverhältnis zwischen der Filmschicht und dem Substrat eingestellt wird, und das Ausmaß und die Art der Faltenbildung und….

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