A puha félvezető ráadásul nem csak nyújtható, de már roppant kevés fény érzékelésére is képes. A kutatás beilleszkedik abba a tendenciába, amely a rugalmasabb – akár papírszerű – hordozók irányába hat. A Georgia Institute of Technology kutatói által létrehozott anyag akár az eredeti méretének 200 százalékával megnyújtható, miközben megőrzi az elektromos teljesítményét is. Ezek a puha és rugalmas fénydetektorok elsősorban az egészségügyben kerülhetnek felhasználásra például viselhető orvosi érzékelőként, de akár implantátumként is. Hosszútávon viszont a felhasználási skála rendkívül színes lehet – de erre még később visszatérünk.

A félvezető szintetikus polimerből és elasztomerből készült, és az elnyelt fényt elektromos árammá alakítja, ráadásul nem csak a rugalmassága kiemelkedő, de a fényérzékenysége is: a beltéri világításhoz használt izzóknál körülbelül százmilliószor gyengébb fényszint észlelésére is képes. Ilyen fényérzékelőket már ma is használnak, ilyen például az ujjbegyen viselhető pulzoximéter. A hasonló, alapvetően merev bioszenzoroknak viszont általában komoly korlátai akadnak, mivel a például az ízületek hajlítása teljesen megváltoztathatja az érzékelő méréseit – ilyenkor ugyanis a mozgás okozta „műtermékeket” is érzékel az eszköz. A hajlékony elektronikai eszköz újdonsága éppen az, hogy képes alkalmazkodni a nem sík felületekhez, sőt akár a testtel is együtt mozogni – így az emberi testen az érzékelés szempontjából előnyösebb helyeken is elhelyezhetőekké válnak ezek a szóban forgó, a biometrikus adatok gyűjtésére szolgáló szenzorok.

A mostani eredmény pedig azért kiemelkedő, mert az eddigi eszközök flexibilitása szűk határok között mozgott – azaz néhány százalékos nyújtás hatására eltörtek. A végleges félvezetőt végül különböző rétegekből építették fel, amelyek azonban száraz körülmények között eltörtek volna, ennek megakadályozására pedig – egy félvezetőhöz képest talán fura mód: vizet használtak. A víz műanyag fóliaként működött, és a vékony filmrétegeket a helyükön tartotta anélkül, hogy elveszítené alakját.

Mint arról tehát szó volt: a kutatócsoport a puha és nyújtható polimerkeveréknek a hordható eszközökön túlmenően többféle alkalmazási lehetőségeit tervezi. Az egészségügyben az ilyen félvezetők beültethető elektronikai eszközként is beválhatnak, mivel ezek kompatibilisek a lágy biológiai szövetek dinamikus mozgásával, így is csökkentik az idegentestreakciót. A technológiával hosszútávon viszont akár olyan szenzorok is fejleszthetőek, melyek javíthatják vagy akár helyettesíthetik az emberi szemet, de robotszemként is alkalmazhatóak. Az anyag akár az okos mezőgazdaságban is beválhat, mivel így a gazdálkodók fényérzékelőket rögzíthetnek a gyümölcsökhöz vagy más termékekhez a növekedés mérése, a betegségek gyors felismerése, valamint a betakarítás jobb időzítése érdekében.

(Fotó: a fejlesztést végző mérnökök mutatják be a rugalmas félvezetőt, B-J: Bernard Kippelen, Samuel Graham, Olivier Pierron és Youngrak Park, forrás: Ben Wright, Georgia Tech)