Ученые синтезировали электропроводящий гель, пригодный для печати

Желе­об­раз­ный мате­риал из лабо­ра­то­рии Стэн­форд­ского уни­вер­си­тета про­фес­со­ров Юи Цуи и Женан Бао, может найти широ­кое при­ме­не­ние в обла­сти нако­пи­те­лей энер­гии, меди­цин­ских дат­чи­ков и био­топ­лив­ных ячеек.

Уче­ные из Стэн­форда изоб­рели элек­тро­про­во­дя­щий гель, демон­стри­ру­ю­щий бес­пре­це­дент­ные элек­три­че­ские харак­те­ри­стики, кото­рый легко и быстро можно нане­сти на поверх­ность при помощи струй­ных принтеров.

Создан­ный мате­риал явля­ется дети­щем доцента хими­че­ских тех­но­ло­гий Женана Бао (Zhenan Bao), доцента мате­ри­а­ло­ве­де­ния и инже­не­рии Юи Цуи (Yi Cui) и чле­нов их лабо­ра­то­рии. Он явля­ется сво­его рода про­во­дя­щим гид­ро­ге­лем — желе, кото­рое чув­ствует и ведет себя как био­ло­ги­че­ские ткани и про­во­дит элек­три­че­ство, как металл или полупроводник.

Такое соче­та­ние харак­те­ри­стик имеет огром­ный потен­циал для созда­ния био­ло­ги­че­ских дат­чи­ков и футу­ри­сти­че­ских устройств хра­не­ния энер­гии на основе гидрогеля.

Желе

Бао и Кюи сде­лали гель, свя­зав длин­ные цепочки орга­ни­че­ского соеди­не­ния ани­лина с фити­но­вой кис­ло­той, в при­роде встре­ча­ю­щейся в рас­ти­тель­ных тка­нях. Кис­лота может захва­тить до шести поли­мер­ных цепей сразу, что делает ее под­хо­дя­щей для сши­ва­ния целых сетей.

Есть уже ком­мер­че­ски доступ­ные про­во­дя­щие поли­меры”,- гово­рит Бао, “но все они обра­зуют одно­род­ную пленку без наноструктуры”.

В отли­чие от них, новый гель, полу­чен­ный сши­ва­нием, имеет губ­ча­тую струк­туру. Он напол­нен бес­чис­лен­ными кро­шеч­ными порами, кото­рые уве­ли­чи­вают пло­щадь поверх­но­сти геля, тем самым уве­ли­чи­вая коли­че­ство заряда, кото­рый может вобрать в себя гель.

Не смотря на это, гель можно легко сжи­мать. Поскольку мате­риал оста­ется жид­ким, он может нано­ситься на поверх­ность путем печати на струй­ном прин­тере, пре­вра­ща­ясь в гель после того, как он ока­жется на ней.

Заме­ча­тель­ные элек­трон­ные свойства”,по сло­вам Цуи также обя­заны необыч­ной струк­туре материала.

Боль­шин­ство гид­ро­ге­лей имеют в своем составе боль­шое коли­че­ство изо­ля­ци­он­ных моле­кул, что  сни­жает спо­соб­ность мате­ри­ала про­во­дить элек­три­че­ский ток. Но фити­но­вая кис­лота явля­ется “малой моле­ку­ляр­ной при­ме­сью”. Этот эффект делает гид­ро­гель высокопроводящим.

Про­во­ди­мость геля явля­ется “одной из луч­ших, кото­рую вы можете полу­чить, исполь­зуя такой  метод”,- ска­зал Цуи. Его спо­соб­ность удер­жи­вать заряд необы­чайно высока.

Сход­ство веще­ства с био­ло­ги­че­скими тка­нями, боль­шая пло­щадь поверх­но­сти и элек­три­че­ские  воз­мож­но­сти делают мате­риал хоро­шим под­спо­рьем для био­ло­ги­че­ских систем, поз­во­ля­ю­щих общаться с тех­но­ло­ги­че­ским оборудованием.

Иссле­до­ва­тели пола­гают, что полу­чен­ный гид­ро­гель будет при­ме­няться во всем, начи­ная от меди­цин­ских дат­чи­ков и лабо­ра­тор­ных био­ло­ги­че­ских сен­со­ров и закан­чи­вая био­топ­лив­ными ячей­ками и кон­ден­са­то­рами высо­кой энер­ге­ти­че­ской плотности.

И все это сде­лано из ком­мер­че­ски доступ­ных ком­по­нен­тов, сме­шан­ных в вод­ном рас­творе”,- отме­чает Бао.


По дан­ным stanford.edu

© 2012 Мир Инно­ва­ций

Похожие новости

Ответить

Фотогалерея

Войти