ساخت پلیمر رسانا و انعطاف‌پذیر با کمک نانوذرات طلا

[fr.chemi3t]

یک تیم تحقیقات بین‌المللی موفق شده است تا با وارد کردن نانوذرات طلا به ساختار پلی‌اورتان، پلیمر رسانا و انعطاف‌پذیر تولید کند. این فیلم رسانا کاربردهای وسیعی در تولید ادوات الکترونیکی انعطاف پذیر دارد.


قطعات الکترونیکی انعطاف‌پذیر دارای کاربردهای متعددی است. برای مثال می‌توان از این قطعات در نمایشگرهای انعطاف‌پذیر، باتری‌ها و ادوات پزشکی استفاده کرد. نیکولاس کوتوف و همکارانش موفق شدند با افزودن نانوذرات طلا به پلی‌اورتان هدایت الکتریکی آن را افزایش دهند با این کار می‌توان صفحه‌های رسانا و انعطاف‌پذیر تولید کرد. این گروه تحقیقاتی از دانشگاه میشیگان نشان دادند که وجود نانوذرات طلا در ساختار پلیمر استحکام پلیمر را نیز بهبود می‌دهد.
کوتوف می‌گوید: این کامپوزیت، حاوی نانوذرات به صورت فلز منعطف عمل می‌کند. از این روش می‌توان برای تولید کامپوزیت‌هایی حاوی نانوذرات مختلف استفاده کرد که کاربردهای متنوعی نیز خواهد داشت.
این کامپوزیت در صورتی که دو برابر حالت اولیه خود کشیده شود هنوز رسانای الکتریکی خوبی است، پژوهشگران می‌کوشند تا این ساختار را به اشکال مختلف نظیر زیگزاگی یا فنری شکل در آورند. پژوهشگران این پروژه از این که افزودن نانوذرات طلا به پلیمر پلی‌اورتان می‌تواند انعطاف‌پذیری و تعداد الکترون‌های در حال حرکت را افزایش دهد شگفت‌زده هستند. نتایج این پژوهش در نشریه Nature به چاپ رسیده است. یونسیب کیم، نویسنده اول این مقاله می‌گوید: ما دریافتیم که در هنگام کشیده شدن پلیمر، نانوذرات به صورت زنجیره‌ای در یک صف قرار می‌گیرند به همین دلیل هدایت الکتریکی آن نیز افزایش می‌یابد. کوتوف می‌گوید: با کشیدن این پلیمر، نانوذرات در آن به نحوی تغییر وضعیت می‌دهند که رسانایی پلیمر حفظ شود. به همین دلیل است که این کامپوزیت هم دارای انعطاف‌پذیری و هم هدایت الکتریکی مناسبی است.
این گروه تحقیقاتی موفق شده‌اند تا با استفاده از دو ماده مختلف، ساختار جدیدی با ویژگی‌ها جالب توجه ارائه کند. برای این کار از دو روش لایه‌ای و فیلترکردن استفاده شده است. محصولی که از روش لایه‌ای بوجود می‌آید دارای رسانایی بیشتری است در حالی که روش فیلترکردن منجر به محصول منعطف‌تر می‌شود. ساختار لایه‌ای که حاوی 5 لایه طلا است دارای هدایت الکتریکی 1100 S/cm بوده در حالی که اگر همین 5 لایه با استفاده از روش فیلترکردن بدست آید رسانایی 1800 S/cm را خواهد داشت.
از این کامپوزیت می‌توان برای تولید الکترود در باتری‌های انعطاف‌پذیر استفاده کرد. این باتری‌ها در بخش جراحی‌های مغز قابل استفاده است. چنین الکترودهایی به دلیل انعطاف‌پذیری دارای دوام زیادی در مغز خواهد بود.
منبع : Elastic electronics: Stretchable gold conductor grows its own wires