Inżynierowie z University of Michigan w Stanach Zjednoczonych stworzyli elastyczny przewodnik, składający się z nanocząstek złota osadzonych w polimerze.
Materiał zachowuje swoje właściwości nawet po dwukrotnym rozciągnięciu względem początkowej długości. Może zostać użyty do produkcji giętkich wyświetlaczy, baterii czy implantów medycznych.
“Zasadniczo materiały zawierające nanocząsteczki zachowują się jak elastyczne metale. To początek nowej rodziny materiałów, których wypełnienie może być wykonane z różnych nanocząstek do szerokiego zakresu zastosowań” – powiedział członek zespołu Nicolas Kotov.
Naukowcy próbowali wykonać elastyczny przewodnik z przewodów ułożonych w wymyślne, zygzakowate lub przypominające sprężynę wzory, ciekłych metali oraz sieci nanoprzewodów. Ostatecznie doszli do wniosku, że najlepszą kombinację rozciągliwości i koncentracji elektronów można uzyskać, stosując poliuretan z osadzonymi nanocząstkami złota.
Zespół z Michigan wykonał dwie wersje takiego materiału. Pierwsza to typowy “przekładaniec” zawierający ułożone na przemian warstwy poliuretanu i złota. Druga to mieszanina obydwu substancji. Pierwsza wersja przoduje pod względem konduktywności — 11000 Simensów/cm (zbliżona do rtęci), natomiast druga jest bardziej elastyczna, za to o dużo niższej konduktywności — 1800 S/cm. Po rozciągnięciu na długość nieco przekraczającą dwukrotną wartość początkową, warstwowy przewodnik wciąż zachowuje konduktywność na poziomie 2400 S/cm.
Ponadprzeciętna przewodność tego materiału polega na formowaniu łańcuchów z nanocząstek złota, które wypełniają pory znajdujące się w poliuretanie, gdy ten zostaje rozciągnięty.
Nicolas Kotov chciałby aby elastyczny materiał posłużył do budowy elektrod przeznaczonych na implanty mózgowe.
“Elektrody mogą łagodzić wiele chorób, na przykład depresję, chorobę Alzheimera i Parkinsona. Mogą również służyć jako części protez i innych urządzeń protetycznych kontrolowanych przez mózg” – powiedział naukowiec.
Źródło:
[1] Yoonseob Kim, Jian Zhu, Bongjun Yeom, Matthew Di Prima, Xianli Su, Jin-Gyu Kim, Seung Jo Yoo, Ctirad Uher&Nicholas A. Kotov, Nature 500, 59–63 (01 August 2013) doi:10.1038/nature12401
[2] http://www.ns.umich.edu/new/multimedia/videos/21586-elastic-electronics-stretchable-gold-conductor-grows-its-own-wires | 26.07.2013
[3] http://www.nature.com/nature/journal/v500/n7460/full/nature12401.html
| 26.07.2013
[4] dry blowing for gold_1 by Jim Bendon, flickr.com, CC BY-SA 2.0