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

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.

Источник: Uchima, S., Cai, J., Hayashi, K. et al. Electromechanical docking and undocking mechanisms for thin-film robotic and electronic modules based on kinetic electronics.
npj Flex Electron 10, 87 (2026). https://doi.org/10.1038/s41528–026–00606–9

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.

©  iXBT