ENG: Researchers from Saarland University and the Center for Mechatronics and Automation Technology have developed smart elastomer films that can move, vibrate, or change shape when an electric voltage is applied. These films are extremely thin, like household cling film, and can act as both actuators and sensors. They can be used in wearable tech, like wristbands and gloves, to recognize touch, gestures, or even written letters using machine learning. The films are also being used to create haptic feedback in displays and to build lightweight loudspeakers and energy-efficient devices.
The key innovation is replacing the traditional carbon-based conductive layers with an ultrathin metal coating, making the films more energy-efficient and capable of vibrating at much higher frequencies. Using a special laser technique and a process called sputtering, the researchers created metal coatings only ten nanometres thick. These improvements lower electrical resistance, allow faster switching, and enable more precise control over the films’ movements, making them suitable for applications like high-voltage switching in valves, pumps, or speakers.
One of the most exciting aspects is the films’ ability to self-sense. Because each movement changes the film’s electrical capacitance, the system can track how the film is touched or stretched without needing extra sensors. The films can even behave like flexible transistors, switching electrical signals on and off based on how much they are stretched. This breakthrough opens up new possibilities for flexible circuits, smart textiles, and next-generation wearable devices. The team will showcase their advancements at Hannover Messe, including a wearable touchpad that recognizes drawn patterns.
RO: Cercetătorii de la Universitatea Saarland și de la Centrul pentru Mecatronică și Automatizare au dezvoltat filme elastomerice inteligente care se pot mișca, vibra sau schimba forma atunci când se aplică o tensiune electrică. Aceste pelicule sunt extrem de subțiri, ca o folie adezivă de uz casnic, și pot acționa atât ca actuatori, cât și ca senzori. Ele pot fi utilizate în tehnica portabilă, cum ar fi brățările și mănușile, pentru a recunoaște atingerea, gesturile sau chiar literele scrise cu ajutorul învățării automate. Filmele mai pot fi utilizate și pentru a crea feedback haptic în ecrane și pentru a construi difuzoare ușoare și dispozitive eficiente din punct de vedere energetic.
Inovația principală constă în înlocuirea straturilor conductoare tradiționale pe bază de carbon cu un strat metalic ultra-subțire, ceea ce face ca filmele să fie mai eficiente din punct de vedere energetic și capabile să vibreze la frecvențe mult mai mari. Folosind o tehnică laser specială și un proces numit pulverizare, cercetătorii au creat straturi metalice cu o grosime de numai zece nanometri. Aceste îmbunătățiri reduc rezistența electrică, permit o comutare mai rapidă și un control mai precis asupra mișcărilor filmelor, făcându-le potrivite pentru aplicații precum comutarea de înaltă tensiune în supape, pompe sau difuzoare.
Unul dintre cele mai interesante aspecte este capacitatea filmelor de a se auto-sesiza. Deoarece fiecare mișcare modifică capacitatea electrică a peliculei, sistemul poate urmări modul în care ea este atinsă sau întinsă fără a fi nevoie de senzori suplimentari. Peliculele se pot comporta chiar ca niște tranzistori flexibili, activând și dezactivând semnale electrice în funcție de cât de mult sunt întinse. Această descoperire deschide noi posibilități pentru circuitele flexibile, textilele inteligente și dispozitive purtabile de ultimă generație. Echipa își va prezenta progresele la Hannover Messe, inclusiv un touchpad portabil care recunoaște modelele desenate.
Source (Universitat des Saarlandes, “Smart textiles and surfaces – How lightweight elastomer films are bringing tech to life”, 27.03.2025)
Paper: Gratz-Kelly, S., Cerino, M., Philippi, D., Göttel, D., Nalbach, S., Hubertus, J., Schultes, G., Heppe, J. and Motzki, P., 2024. Multifunctional Sensor Array for User Interaction Based on Dielectric Elastomers with Sputtered Metal Electrodes. Materials, 17(23), p.5993.
