Film nieuws

Elektronica met schaar op maat knippen

Bij materialen als stof en hout is het niet abnormaal dat mensen inbreng van kleermaker of timmerman zelf de schaar of zaag hanteren. In de toekomst moet dit ook voor elektronica kunnen, is de visie van informatici aan de Universität des Saarlandes. Samen met collega’s aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben ze een contactgevoelige sensor ontwikkeld, waarvan de grootte en vorm met een schaar naar behoefte kan worden afgeknipt. De elektronica blijft ondanks het afknippen van stukken normaal functioneren, wat mogelijk is door een nieuw soort formatie van schakelkringen.

Stelt u zich voor, dat een kind het door de onderzoekers ontwikkelde sensorpapier pakt en er een bloem met stengel en blaadjes uitknipt. Als de bloem wordt aangeraakt, klinkt het gezoem van een hommel. Dit is slechts een van de mogelijkheden. In de toekomst kunnen ook talrijke eenvoudige programma’s of Apps worden bedacht, waarmee ouders de gedrukte sensoren kunnen koppelen aan een overeenkomstig effect.

De onderzoekers zien ook toepassing in interactieve wanden die men voor discussies gebruikt. Nu slijten deze wanden snel, omdat er spijkers worden ingeslagen of notities en posters worden opgeplakt, waarna bij het lostrekken het onderliggende behang wordt meegetrokken.

Door het op maat knippen en opplakken van sensorfolie kan men het oppervlak ook interactief vormgeven. Daarbij maakt het niet uit of het gaat om een horlogebandje, een tafelkleed of behang op een muur.

Gedrukte elektronica
Als basistechnologie gebruiken de wetenschappers gedrukte elektronica. Onder dit begrip vallen alle componenten, onderdelen en toepassingen, die gedeeltelijk of zelfs volledig worden geprint.

De processen lijken op het inktjetprinten. In plaats van inkt worden stroomgeleidende vloeistoffen aangebracht op dunne, flexibele folie (substraten). De productiekosten zijn inmiddels dermate gedaald, dat de print van de nieuwe folie in A4-formaat met een speciale printer in het laboratorium amper een euro kost.

Schema
Dat alleen is niet voldoende om een sensor onkwetsbaar te maken voor insnijden, beschadiging en het afknippen van hele gebieden. Tot nu toe leek het schema van een multi touch sensor op het vierkant papier in een rekenschrift. De draden lopen verticaal en horizontaal en op de snijpunten zitten gevoelige elektroden die rijen en kolommen vormen. Deze zijn met draden aan een besturingsapparaat verbonden.

Op deze manier is maar een minimaal aantal draden nodig, maar de lay-out van het schakelschema is gevoelig voor storingen. Omdat een draad meerdere elektroden gelijktijdig met elkaar verbindt, is de schade navenant groter, als de draad breekt.

Het was voor de onderzoekers niet eenvoudig om een schema te vinden, dat robuust genoeg was voor hun doeleinden. Bij hun zoektocht lieten ze zich inspireren door voorbeelden uit de natuur, zoals het menselijk zenuwstelsel en het netwerk van wortels van paddenstoelen.

Topologie
Twee bases lay-outs voldeden vormen aan de eisen. Bij de stertopologie zit de stuureenheid in het centrum en is van daaruit apart met elke elektrode verbonden. Bij de boomtopologie zit de stuureenheid ook in het midden en is ook met elke elektrode verbonden. Maar hierbij zijn de draden zodanig gebundeld, dat hun verloop overeenkomt met de boomstructuur. Eerst vormen ze allemaal een horizontale tak, die als elektrodenveld in twee helften wordt opgesplitst. Daarna vertakken ze zich om elke elektroden te bereiken.

De onderzoekers ontdekten tijdens hun testen, dat de stertopologie zich goed leent voor een vaak gebruikte basisvorm als driehoek, rechthoek of ovaal. Bovendien kunnen ook speciale vormen als ster, wolken of een hart worden ondersteund. De boomtopologie is hieraan complementair. Hierbij is het eenvoudiger om hele gebieden weg te knippen.

De wetenschappers konden beide lay-outs ruimtebesparend met elkaar combineren, zodat de nieuwe sensor voor een veelvoud van vormgevingen kan worden toegepast.

Afdeling schrijfwaren
De onderzoekers wilden een nieuw soortmateriaal creëren, dat de gebruiker bijvoorbeeld op de afdeling schrijfwaren kan kopen. Het moest zo goedkoop zijn, dat het zowel voor interactieve toepassingen als voor het beschrijven kan worden gebruikt.

Een prognose van de Organic and Printed Electronic Association geeft aan, dat het al snel realiteit zou kunnen worden. Dit internationale industrieverband voorspelt, dat flexibele elektronica tussen 2017 en 2020 beschikbaar zal komen voor de eindgebruiker. 

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven