Японцы создали тонкоплёночную электронику, которая сама собирается и менять свою конструкцию без участия человека

Инженеры создали гибкие электронные модули, которые автоматически стыкуются, передают питание и сигналы, а затем могут менять конфигурацию по команде

Учёные из Университета Кюсю (Kyushu University) разработали тонкоплёночную электронику, способную самостоятельно соединяться, разъединяться и перестраивать свою конфигурацию. Авторы называют новый класс устройств «кинетической электроникой» — в отличие от обычной электроники, собранной в виде жёсткой цельной конструкции, такие модули могут физически перемещаться и объединяться друг с другом.

Ключевой элемент разработки — совмещённые в одной тонкой плёнке электрическая схема и исполнительный механизм. Последний состоит из полипропилена и полиимида — полимеров, которые по-разному расширяются при нагреве. Встроенный золотой микронагреватель заставляет плёнку изгибаться, благодаря чему модуль может выполнять механические действия без внешнего привода.

На основе этого принципа инженеры создали несколько вариантов механизма стыковки. Один использует систему петель и крючков, другой — захват в виде «когтя», который после соединения остаётся зафиксированным даже при полном отключении питания. При этом модули одновременно образуют механическое соединение и электрический контакт, позволяя обмениваться питанием и сигналами.

Система работает при напряжении 5–12 В. Во время стыковки механизм с зондом обеспечивает деформацию до 10 мм при мощности 1,1 Вт. Отдельный модуль разъединения потребляет в среднем всего 0,43 Вт, сохраняя удерживающее усилие до 618 мгс (миллиграмм-силы, около 6,1 мН). Соединение остаётся стабильным даже после полного отключения питания.

Авторы разработали 2 конфигурации таких устройств: механизм сборки с плоским зондом и модульную систему разделения. Испытания подтвердили возможность создания перестраиваемых тонкоплёночных электронных систем, которые могут самостоятельно собираться из отдельных модулей и сохранять работоспособность после соединения.

Разработка ориентирована на гибкую электронику, включая носимые медицинские датчики, импланты и мягких роботов. В перспективе такие устройства смогут менять форму под задачу, перестраивать свою конфигурацию и автоматически восстанавливать соединения после повреждений.