Konformität flexibler Blätter auf sphärischen Oberflächen

Dreidimensionale oberflächenkonforme Elektronik ist eine aufstrebende Technologie mit potenziellen Anwendungen in gekrümmten Displays, Bioelektronik und Biomimetik. Flexible Elektronik ist notorisch schwierig vollständig an nicht entwickelbare Oberflächen wie Kugeln anzupassen. Obwohl dehnbare Elektronik gut an nicht entwickelbare Oberflächen angepasst werden kann, müssen sie die Pixeldichte zugunsten der Dehnbarkeit opfern. Verschiedene empirische Entwürfe wurden untersucht, um die Konformität flexibler Elektronik auf sphärischen Oberflächen zu verbessern. Es existieren jedoch keine rationalen Entwurfskriterien. Diese Studie nutzt eine Kombination aus experimentellen, analytischen und numerischen Ansätzen, um systematisch die Konformität von sowohl intakten als auch teilweise geschnittenen kreisförmigen Blättern auf sphärischen Oberflächen zu untersuchen. Durch die Analyse von dünnen Filmen, die auf gekrümmten Oberflächen knicken, identifizieren wir ein Skalierungsgesetz, das die Konformität flexibler Blätter auf sphärischen Oberflächen vorhersagt. Wir quantifizieren auch die Effekte von radialen Schlitzen auf die Verbesserung der Konformität und bieten eine praktische Anleitung zur Nutzung dieser Schlitze, um die Konformität von 40 % auf über 90 % zu erhöhen.