نجح باحثون في مختبر الفوتونيات والمواد والألياف البصرية (FIMAP) بـ EPFL في سويسرا في تطوير ألياف مستشعرات إلكترونية تعتمد على خليط معدني سائل، قادرة على العمل بشكل طبيعي حتى عند تمديدها إلى أكثر من 10 أضعاف طولها الأصلي، مما يفتح إمكانيات ثورية في مجالات المنسوجات الذكية، وأجهزة إعادة التأهيل، والروبوتات اللينة.
استخدم الفريق عملية السحب الحراري (thermal drawing process) لدمج سبيكة الإنديوم-غاليوم (معدن سائل غير سام) مع إلاستومر مرن، لإنتاج ألياف مستشعرات يمكن التحكم بدقة في مناطقها الموصلة، مما يحل التناقض التقليدي بين المرونة والوظيفة في المواد الإلكترونية.
أوضح رئيس المختبر البروفيسور فابيان سورين (Fabien Sorin) أن الأجهزة الإلكترونية التقليدية صلبة أو هشة ويصعب دمجها في المنسوجات، بينما تتيح تقنيتهم الجديدة من خلال تقنية التسخين والسحب للقالب المسبق (preform) ضبط قطر الألياف إلى مستوى المليمتر مع الحفاظ على بنية موصلة ثلاثية الأبعاد.
أوضحت الدكتوراه ستيلا رافائيل (Stella Raphael) أن خلط المعدن السائل مع الإلاستومر يولد قطرات مجهرية، تُفعَّل أثناء التمدد بواسطة قوى القص لتشكيل مناطق موصلة بدقة عالية. أظهرت التجارب أن الألياف تحتفظ بحساسية عالية حتى في ظروف التمدد الشديدة، متفوقة بشكل واضح على التقنيات الأخرى التي تضطر للموازنة بين الأداء الكهربائي والمرونة.
كدليل على التطبيق، دمج الباحثون الألياف الإلكترونية في دعامة للركبة، ونجحوا في رصد زاوية انثناء المفصل وأنماط المشي أثناء المشي والجري والقفز. أكد سورين أن التقنية قابلة للتوسع بدرجة كبيرة، ويمكن في المستقبل إنتاجها بكميات صناعية لدمج الألياف في أقمشة بطول عدة كيلومترات، لتصنيع أجهزة قابلة للارتداء، أو أطراف اصطناعية لينة، أو مستشعرات أطراف الروبوتات.
