28 okt. 2021
4 minuten
Stel je een printplaat voor die om een pijp kan worden gewikkeld, op een krappe plek in een motorruimte past of zich aanpast aan de contouren van het menselijk lichaam. Wat dacht je van een opvouwbaar smartphonescherm dat compact kan blijven om snel een sms te checken, maar uitgevouwen om een film te kijken?
Dit kan allemaal met flexibele elektronica. En er zijn veel toepassingen in de echte wereld die baat zouden hebben bij flexibele elektronica.
Meestal zijn flexibele elektronica elektrische circuits die zijn gemonteerd op een flexibel plastic substraat, zoals polyetheretherketon (PEEK) of een polyester. De geleidende sporen moeten een flexibel metaal met een hoge vermoeidheidssterkte zijn, of een geleidend polyester om ervoor te zorgen dat het elektrische contact na vele buigcycli behouden blijft. Polymeren zijn meestal het beste materiaal voor de klus.
Op het eerste gezicht lijkt het misschien niet alsof er veel gebruik wordt gemaakt van flexibele elektronica. De meeste elektronica zit in een metalen of plastic behuizing en hoeft niet te worden gebogen. De waarheid is precies het tegenovergestelde: de elektronica bevindt zich in een omvangrijke behuizing omdat de borden niet kunnen buigen en moeten worden beschermd. Zo vaak is een elektronicapakket vierkant of plat en zou het beter passen als het zou kunnen buigen.
Automotive
De auto-industrie heeft geprofiteerd van flexibele elektronica door de beschikbare stijlen voor dashboards, infotainment en andere dergelijke auto-elektronica te vergroten. In plaats van alleen platte, vierkante displays te hebben, opent flexibele elektronica een geheel nieuwe reeks stijlen.
Bovendien maakt flexibele elektronica kleinere verpakkingen mogelijk die in een krap motorcompartiment passen in plaats van meer ruimte nodig te hebben voor een standaard rechthoekige prismavormige doos. Het stelt de auto-ontwerpers in staat om de auto te ontwerpen voor optimaal brandstofverbruik, ergonomie en aerodynamica, en vervolgens de elektronica in de beschikbare ruimte in te passen, in plaats van al vroeg in het ontwerp rekening te houden met het elektronicapakket.
Consumptiegoederen
Ook elektronische consumptiegoederen profiteren van flexibele elektronica. De meest gebruikte elektronica, zoals smartphones, tablets, digitale camera’s en andere, is bedoeld om door de menselijke hand te worden vastgehouden en gebruikt. Omdat de menselijke hand niet rechthoekig is, is het logisch om elektronica te ontwikkelen die overeenkomt met de menselijke hand.
Satellieten
Satellieten en ruimtevaartuigen vereisen lichtgewicht apparaten en apparaten die in kleine ruimtes passen. Zowel gewicht als fysieke ruimte zijn kostbaar in deze toepassingen. Elke kilogram materiaal of componenten – plus de ondersteundende hardware – kan resulteren in honderden of duizenden kilo’s meer brandstof om voldoende stuwkracht te leveren. Daarom betekent het ontwikkelen van elektronica die op kleine, onregelmatige plekken past een efficiënter gebruik van raketbrandstof en dus kosten.
Een bijzondere plek is er voor zonnepanelen, controllers en elektronische hardware voor satellieten die in een raket moeten worden verpakt, maar vervolgens worden ingezet om eenmaal in een baan om zonne-energie te verzamelen. De aard van PV-vermogen betekent dat hoe meer oppervlakte beschikbaar is, hoe groter de mogelijkheid om lichtenergie op te vangen. Dit strijdt echter met de lanceringsdynamiek, waar klein en compact wint.
Wearables
Met fitnesstrackers, slimme horloges en kleine, realtime medische monitoringapparaten zal flexibele elektronica een actieve rol spelen in deze groeiende markt. Flexibele elektronica is bijzonder geschikt voor dit soort omgevingen, omdat elk menselijk lichaam net iets anders van vorm is. Met flexibele elektronica kunnen sensoren zich aanpassen aan de natuurlijke contouren van de huid, in plaats van apparaten te strak te moeten dragen om contact te garanderen.
Lopend onderzoek in flexibele elektronica richt zich op medische toepassingen. Naast het tellen van stappen en calorieën zijn er bloeddrukmeters, zuurstofmeters, glucosemeters en zelfs bloedalcoholmeters in ontwikkeling. Ook wordt gewerkt aan flexibele elektronische sensorpakketten die kunnen controleren op bepaalde ziekten, zoals tuberculose. Toekomstige projecten omvatten een huidvervanger die kan dienen als huidtransplantatie, om brandwondslachtoffers weer wat gevoel te geven, of een lichtgewicht sensorpakket dat een verlamd persoon kan waarschuwen voor gevaar dat ze anders niet zouden voelen.
Zonnepanelen
Momenteel zijn de meeste commerciële zonnecellen platte panelen die alleen aan vlakke montagebeugels kunnen worden bevestigd. Om de gemiddelde huiseigenaar te laten profiteren van zonne-energie, moet hij een groot dak hebben met veel vlakke oppervlakken om de panelen te monteren. Panelen zijn vast en hebben daarom verschillende efficiënties gedurende de dag als de zonhoek verandert.
Voer flexibele elektronica in. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, kunnen efficiënte, flexibele zonnepanelen werkelijkheid worden. In plaats van alleen zonnepanelen op dakdragers te monteren, kunnen flexibele panelen ook langs andere oppervlakken worden gemonteerd, zoals telefoonpalen, putbehuizingen, schuttingpalen en andere dergelijke constructies. Hoewel ze misschien niet zo efficiënt zijn (gebaseerd op de zonnestand), zullen ze nog steeds in staat zijn om bij te dragen aan het energiesysteem, vooral bij lagere zonnestanden tijdens de ochtend- en schemeruren.
Ook zouden flexibele zonnepanelen zelfs op ronde steunen kunnen worden geplaatst, zodat er altijd een paneel is met de meest efficiënte hoeken naar het zonlicht.
Bron: Electronics 360
Anderen lazen ook
