מקור: riken.jp
טכנולוגיה הניתנת לכווץ חום שפותחה על ידי צוות ALL-RIKEN יכולה לאפשר לחבר תאים סולאריים וחיישני מגע לאובייקטים שצורותיהם הופכות אותם למאתגרים למינציה1.
מחקרים שנערכו לאחרונה הצביעו על כך שפאנלים מעוקלים של תאים סולאריים לוכדים את אור השמש ביעילות רבה יותר מאשר לוחות שטוחים בימים מעוננים. דרך אחת לייצר אלקטרוניקה מעוקלת היא עם מצעים דמויי גומי, אבל תאים סולאריים על מצעים כאלה בדרך כלל יש ביצועים נמוכים בהרבה. לעומת זאת, לתאים סולאריים המומצאים על יריעות גמישות יש יעילות גבוהה, אך הם עשויים להיות קשים להצמדה למשטחים מעוקלים – עובדה שכל מי שניסה לעטוף כדור כדורגל במתנה יכול להעיד עליה.
חוקרים בראשות טאקאו סומיה של מרכז RIKEN למדעי החומר המתעורר הבינו כי בעיה זו ניתן להתגבר באמצעות סרטים מתכווצים חום, אשר משמשים בדרך כלל כדי לתמצת מוצרים כגון תרופות ללא מרשם. בעוד שרוב האלקטרוניקה נוקשה מדי או שבירה מכדי להיות מחוברת לסרט כיווץ, הצוות מתמחה בייצור מכשירים אולטרה-דקים בעלי תכונות ייחודיות.
"כאשר חומר הופך דק יותר, הוא הופך להיות גמיש יותר - לכן אנחנו יכולים לקמט רדיד אלומיניום ביד, אבל יכול גם להשתמש באלומיניום כדי להפוך אופניים", מסביר חוקר פוסט דוקטורט סטיבן ריץ '. "למרות שאנו משתמשים בחומרים קשיחים כגון מתכות ופלסטיק, הם דקים פי שלושה משקית מכולת ויכולים להתכופף בחדות רבה מבלי להישבר."
עשיר ושלושה עמיתים RIKEN חיברו גיליון פולימר לא מתיחה אך גמיש לסרט כיווץ, ואז השתמשו במיקרוסקופיה כדי לבחון את המבנה הרב שכבתי במהלך חשיפות שונות לחום. בדיקות אלה גילו כי ככל שאזור המכשיר התכווץ בשיעור של עד 70%, יריעות האולטרה-דק הקלו על זן הדחיסה על ידי יצירת קמטים וקפלים זעירים.
על ידי שליטה בגודל הקמטים האלה ובחירת חומרים המסוגלים לשרוד הן חום והן קמטים חמורים, צוות RIKEN מצא שהם יכולים לכווץ מודולים פוטו-וולטאיים אורגניים טרומיים על עצמים עגולים (איור 1) כמו גם אלה עם זוויות חדות ועקמומיות לא סדירה, כולל סלעי פלסטיק ובובות Daruma יפניות מסורתיות.
למרות שהחוקרים צפו כי כיווץ עלול לפגוע ברכיבים הפוטו-וולטאיים ולהפחית את ביצועי המכשיר, ההפך התרחש. ניסויים הראו כי המאפיינים הפוטוניים של מבני הקמטים הנגרמים על ידי כיווץ שיפרו את ספיגת האור, והגבירו את יעילות המרת הכוח עד 17% על פני התקנים מנוזרים.
הצוות גם השתמש בעטיפת כיווץ כדי למינציה של ספל תה עם חיישן מגע אלקטרוני – הישג עדין המשמש דוגמה לאופן שבו טכנולוגיה זו יכולה להיות מיושמת באופן נרחב. "אנחנו יכולים לשלב חיישנים יחד עם תצוגות, מערכות לייצור חשמל וטרנסיסטורים כדי ליצור ממשקים אינטראקטיביים", אומר ריץ'.
