Gli scienziati del Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) guidati dal Dr. Kamal Asadi hanno risolto una sfida lunga quattro decenni di produrre pellicole di nylon molto sottili che possono essere utilizzate nei componenti di memoria elettronica, ad esempio. Le sottili pellicole di nylon sono diverse centinaia di volte più sottili di un capello umano, e potrebbe quindi essere interessante per applicazioni in dispositivi elettronici pieghevoli o per l'elettronica nell'abbigliamento.

Mentre l'industria della microelettronica si sposta verso l'elettronica indossabile e gli e-textile, i ricercatori stanno integrando materiali elettronici come i materiali ferroelettrici con i tessuti. nylon, una famiglia di polimeri sintetici, sono stati introdotti per la prima volta negli anni '20 per le calze da donna, e sono oggi tra le fibre sintetiche più utilizzate nei tessuti. Sono costituiti da una lunga catena di unità molecolari ripetute, cioè polimeri, in cui ogni unità ripetuta contiene una disposizione specifica di idrogeno, ossigeno e azoto con atomi di carbonio.

I nylon mostrano anche le cosiddette "proprietà ferroelettriche". Ciò significa che le cariche elettriche positive e negative possono essere separate, e questo stato può essere mantenuto. I materiali ferroelettrici sono utilizzati nei sensori, attuatori, dispositivi di memoria e di raccolta dell'energia. Il vantaggio nell'utilizzo di polimeri è che possono essere liquefatti utilizzando solventi adeguati e quindi lavorati da soluzione a basso costo per formare film sottili flessibili adatti a dispositivi elettronici come condensatori, transistor e diodi. Ciò rende i polimeri ferroelettrici una scelta praticabile per l'integrazione con gli e-textiles. Sebbene i polimeri di nylon abbiano applicazioni commerciali significative in tessuti e fibre, la loro applicazione nei dispositivi elettronici è stata ostacolata dall'impossibilità di creare film sottili di nylon ferroelettrico di alta qualità mediante l'elaborazione in soluzione.

Scienziati dell'MPI-P, in collaborazione con ricercatori della Johannes Gutenberg University of Mainz e Lodz University of Technology, ora hanno risolto questo problema vecchio di 40 anni, e ha sviluppato un metodo per fabbricare condensatori a film sottile in nylon ferroelettrico sciogliendo il nylon in una miscela di acido trifluoroacetico e acetone e solidificandolo nuovamente nel vuoto. Sono stati in grado di realizzare sottili film di nylon che in genere sono spessi solo pochi 100 nanometri, diverse 100 volte più sottili dei capelli umani. "Utilizzando questo metodo, abbiamo prodotto film sottili estremamente lisci. Questo è molto importante, perché impedisce il guasto elettrico di, Per esempio, condensatori, e quindi distruggendo i circuiti elettronici. Allo stesso tempo, la levigatezza permette di sviluppare film sottili trasparenti ed eventualmente, dispositivi elettronici trasparenti, "dice il dottor Kamal Asadi, capogruppo presso l'MPI-P.

Utilizzando il loro metodo di nuova concezione, il gruppo attorno a Kamal Asadi è stato in grado di produrre condensatori in nylon ad alte prestazioni. Gli scienziati hanno sottoposto i prototipi dei condensatori a cicli di stress estesi e hanno dimostrato la robustezza dei nylon ferroelettrici in milioni di cicli operativi. I sottili film di nylon potrebbero diventare un componente importante per l'uso nell'elettronica flessibile in futuro e trovare applicazioni in dispositivi elettronici pieghevoli o per l'elettronica nell'abbigliamento. Queste nuove scoperte aprono la strada a tessuti multifunzionali che fungono da tessuto per coprire il nostro corpo e allo stesso tempo possono generare elettricità dal nostro movimento corporeo.

I loro risultati sono stati ora pubblicati sulla rivista Progressi scientifici .