Iitsekorjautuva ja venyvä elektroniikka avaa kokonaan uusia mahdollisuuksia tulevaisuuden laitteille, uskoo Oulun yliopistossa ensi maanantaina väittelevän DI Ahmed Albeltagi. Väitös tuo myös merkittävää uutta tietoa itsekorjautuvien ja venyvien elektronisten materiaalien kehittämiseen.
Joustavalle elektroniikalle on koko ajan enemmän tarvetta. Niitä voidaan hyödyntää esimerkiksi puettavassa elektroniikassa, bioelektroniikassa ja uudenlaisessa pehmeässä robotiikassa.
Bioelektroniikan sovelluksissa elektroniikka voi kiinnittyä suoraan ihoon tai kudoksiin. Selvityksen mukaan erityisen kiinnostava kehityssuunta on itsekorjautuvuus: tulevaisuudessa laitteet eivät rikkoudu pysyvästi, vaan pystyvät korjaamaan itseään ja jatkamaan toimintaansa vaurioiden jälkeen.
Väitöstutkimuksessaan Ahmed Albeltagi kehitti pehmeisiin ja venyviin materiaaleihin perustuvaa elektroniikkaa, joka toimii luotettavasti myös venytettyinä ja kosteissa olosuhteissa. Hänen keskeinen läpimurto oli spontaanisti itsekorjautuvan ja sähköä johtavan nestemetallielastomeerin (ECLME) kehittäminen.
Kyseinen materiaali yhdistää venyvyyden, sähkönjohtavuuden ja kyvyn palautua vaurioista itsestään. Sen avulla voidaan toteuttaa sähköisiä johdotuksia ja komponentteja viestintään, mittaukseen ja signaalinsiirtoon, samalla yksinkertaistaen merkittävästi elektroniikan valmistusta ja kokoonpanoa.
Tutkimuksessa valmistettiin myös kokonaisia toimivia prototyyppejä hyödyntäen kehitettyjä materiaaleja. Tutkimuksen yhteydessä syntyi itsekorjautuvia ledinäyttöjä, RF-siirtolinjoja ja UHF-alueen RDID-antenneja. Niitä testattiin erilaisissa olosuhteissa, kuten toistuvassa venytyksessä sekä vaurioittamisen ja itsekorjautumisen jälkeen.
“Tulosten perusteella materiaalit soveltuvat erityisen hyvin puettavaan elektroniikkaan, pehmeään robotiikkaan sekä sovelluksiin, joissa laitteet ovat vuorovaikutuksessa ihmisen kehon kanssa’’, kertoo väitöskirjatutkija Ahmed Albeltagi. Työtä ohjanneen Oulun yliopiston mikroelektroniikasta dosentti Jari Hannun mukaan tarvitaan tosin vielä lisätutkimusta materiaalien, rakenteiden ja toimintojen välisen vuorovaikutuksen ymmärtämiseksi.
DI Ahmed Albeltagi väittelee Oulun yliopistossa maanantaina 8.6.2026 otsikolla ’’Pehmeät materiaalit venyviin ja itsekorjautuviin elektronisiin sovelluksiin’’ Väitöstilaisuutta voi seurata myös etänä (LINKKI).
Lisää: Väitöskirja (LINKKI. pdf 4,1 Mt).
Kuva: Itsekorjautuvat materiaalit voivat vähentää tulevaisuudessa elektroniikkajätettä ja pidentää laitteiden käyttöikää merkittävästi. Kuvassa Ahmed Albeltagi näyttää kuinka Oulussa kehitetty itsekorjautuva elektroninen materiaali todellakin venyy. Kuva: Oulun yliopisto