Categories: Articles destacats » Notícies elèctriques interessants
Nombre de visualitzacions: 7960
Comentaris sobre l'article: 1
Material elèctric, conductor i autocurador
Un grup de científics de la Universitat de Texas d’Austin, EUA, sota el lideratge de Yu Guihua, van crear un circuit elèctric flexible basat en un gel especial, que, si es talla en dos, és totalment autocurador i reprèn la seva conductivitat elèctrica original.
El nou gel té una combinació de propietats que no s’havien reunit prèviament, és una flexibilitat, una gran conductivitat elèctrica i una capacitat d’autoreparació a temperatura ambient. Aquesta solució obre un ampli ventall d'aplicacions possibles: electrònica flexible, robòtica, bateries elèctriques i fins i tot cuir artificial suau i pròtesis biomimètiques.
La propietat del nou gel la proporcionen dos constituents en forma de gel de la seva substància: un gel supramolecular (o “supergel”), i una matriu d’un hidrogel de polímer conductor en el qual s’introdueix el gel supramolecular. De manera que es combinen les característiques físiques i químiques de cada component.
El supergel introduït proporciona la capacitat d'autocuració, gràcies a la seva estructura química supramolecular, la peculiaritat de la qual és que els elements constitutius de l'estructura no són molècules individuals, sinó grans compostos moleculars.
Aquestes grans subestructures es mantenen juntes per forces molt més petites que les molècules individuals, de manera que les seves interaccions, com la separació, són fàcilment reversibles. Resulta "cola dinàmica", capaç de reunir-se durant la separació.
Mentrestant, l’hidrogel conductor, per la seva estructura tridimensional, proporciona conductivitat. L’estructura tridimensional facilita el transport d’electrons. A més, l’hidrogel, com la columna vertebral, millora la força i l’elasticitat del gel compost. Quan un supergel s’introdueix a la matriu d’hidrogel, flueix al voltant de l’hidrogel de tal manera que forma una segona xarxa, augmentant encara més la integritat del gel híbrid.
Els científics van realitzar els seus experiments en la comprovació de les propietats elèctriques en pel·lícules primes d’un gel híbrid dipositat sobre substrats plàstics flexibles. Els estudis han demostrat que la conductivitat del nou gel és una de les més elevades entre els gels conductors, i es manté així a causa de la capacitat del gel per autore reparar-se fins i tot després de repetides flexions i estiraments.
Els científics han demostrat que si es talla un circuit elèctric format per un gel híbrid, en un minut es recuperarà i la conductivitat elèctrica serà la mateixa que abans del tall. Això succeeix fins i tot després de tallar repetidament al mateix lloc.
Segons els investigadors, el gel híbrid que van inventar trobarà moltes aplicacions, fins als biosensors implantables, on els elèctrodes autocurables són simplement necessaris per assegurar la durabilitat del dispositiu. El gel es pot utilitzar fàcilment per reforçar els elèctrodes. bateries d’ió de liti alta capacitat.
Els desenvolupadors del nou gel conductor estan segurs que el seu enfocament de combinar la química supramolecular amb la nanociència de polímers crea una estratègia per al desenvolupament de nous materials d’autocuració. Tenen previst investigar els mecanismes fonamentals de l’auto-curació per tal d’entendre millor els factors clau sobre ions de diversos metalls, la geometria de les molècules, la interacció de supramolècules amb diversos dissolvents i com això afecta les característiques de l’autocuració. Això contribuirà a la millora de materials de nova creació.
El cap del grup, Yu.Guihua, va assenyalar que es dedicaran esforços especials al desenvolupament d’estratègies a gran escala per produir gels conductors d’autocuració amb millors propietats, com la resistència mecànica i l’elasticitat, de manera que l’ús de gels autocuraments conductors sigui possible en moltes àrees tecnològiques diferents, incloses l’electrònica, l’energia, la seguretat medi ambient i salut.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: