Ученые создали наногель, способный самостоятельно восстанавливать электроцепи
Москва, 10:46, 21 Ноя 2015, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Исследователи в университете штата Техас в Остине разработали первый в своем роде гель, который в состоянии самостоятельно ремонтировать и соединять электрические цепи, создавая возможности для продвижения в развитии гибкой электроники, биосенсоров и аккумуляторов в качестве накопителей энергии. Самовосстанавливающийся гель восстанавливает свои свойства даже после разрыва пополам.
Хотя технология движется в сторону легких и гибких электроники, инженерных сетей и сооружений, существуют проблемы в неоднократном самостоятельном ремонте трещин или разрывов электроцепей, которые могут произойти от естественного износа при многочисленных сгибаниях и разгибаниях.
До сих пор, самовосстанавливающиеся материалы сделали ставку на применение внешних раздражителей, таких, как свет или тепло для активации процесса восстановления. Новый материал обладает высокой проводимостью и сильными механическими и электрическими самовосстанавливающимися свойствами. Таким образом, теперь нет необходимости для применения тепла или света, чтобы устранить трещины или разрывы в электрической цепи.
Команда ученых создала самовосстанавливающиеся гель путем объединения двух гелей: геля металл-лиганд, который обеспечивает самовосстанавливающие свойства, и полимерного гидрогеля, который является проводником. Документ о синтезе этого гидрогеля появится в ноябрьском выпуске журнала Nano Letters.
В своей статье исследователи опишут, как они использовали дискообразные молекулы жидких кристаллов для повышения проводимости, биосовместимости и проницаемости полимера гидрогеля. В результате, удалось достигнуть проводимости, примерно в 10 раз превышающей проводимость других полимерных гидрогелей, используемых в биоэлектронных и обычных аккумуляторах. Нанообъектами, составляющими гель, являются мельчайшие структуры, способные обеспечить эффективный заряд энергии.
Второй ингредиент самовосстанавливающегося гибридного геля — металл-лиганд супрамолекулярный гель. Использующие молекулы терпиридины для создания конструкции, и атомы цинка в качестве конструкционного клея, молекулы образуют структуры, которые способны к самосборке, давая гелю возможность «исцелить» разрывы в цепи автоматически.
Когда супрамолекулярный гель вводят в полимерный гидрогель, формируется гибридный гель, и его механическая прочность и эластичность поверхности усиливаются.
При построении самовосстанавливающихся электронных схем, самовосстанавливающийся гель не заменит типичные металлические проводники, транспортирующие электроэнергию, но он может быть использован в качестве мягких соединений, присоединяющих другие части цепи.
Таким образом, этот гель можно наносить на схемы в точках соединения, в тех местах, где можно предположить частые обрывы.
