(PhysOrg.com) -- Olio e acqua non si mescolano, ma aggiungi alcune nanofibre e tutte le scommesse sono disattivate.

Un team di chimici e ingegneri dell'UCLA ha sviluppato un nuovo metodo per rivestire grandi superfici con pellicole sottili di nanofibre che sono sia trasparenti che elettricamente conduttive. Il loro metodo prevede la vigorosa agitazione dell'acqua, olio denso e nanofibre polimeriche. Dopo che questa soluzione è sufficientemente agitata, si diffonde praticamente su qualsiasi superficie, creazione di un film.

"La bellezza di questo metodo sta nella sua semplicità e versatilità, ", ha affermato Richard B. Kaner, ricercatore del California NanoSystems Institute (CNSI), un professore di chimica e biochimica e un professore di scienza dei materiali e ingegneria presso la UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science. "I materiali utilizzati sono economici e riciclabili, il processo funziona praticamente su qualsiasi substrato, produce un film sottile uniforme che cresce in pochi secondi e il tutto può essere fatto a temperatura ambiente."

I polimeri conduttori combinano la flessibilità e la tenacità della plastica con le proprietà elettriche. Sono stati proposti per applicazioni che vanno dai circuiti elettronici stampati ai supercondensatori, ma non sono riusciti a ottenere un uso diffuso a causa delle difficoltà di trasformarli in pellicole.

"I polimeri conduttori hanno un enorme potenziale in elettronica, e poiché questa tecnica funziona con così tanti substrati, può essere utilizzato in un ampio spettro di applicazioni, comprese le celle solari organiche, diodi emettitori di luce, vetro intelligente e sensori, " ha detto Yang Yang, professore di scienze e ingegneria dei materiali alla Samueli School of Engineering and Applied Science e direttore di facoltà del Nano Renewable Energy Center del CNSI.

Una delle potenziali applicazioni è smart, o commutabile, vetro che può cambiare da uno stato all'altro quando viene applicata una corrente elettrica, ad esempio passare dallo stato trasparente a quello opaco per far entrare la luce o bloccarla. Il gruppo di ricerca dell'UCLA sta applicando la tecnica ad altri nanomateriali oltre alle nanofibre polimeriche nella speranza di espandere il numero di applicazioni disponibili.

La tecnica basata sulla soluzione del team, pubblicato sulla rivista peer-reviewed Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , è stato scoperto casualmente quando una pellicola trasparente di polimero si è diffusa sulle pareti di un contenitore mentre le nanofibre nell'acqua venivano purificate con il cloroformio.

"Ciò che mi ha attirato immediatamente è stato il fenomeno inquietante di quello che sembrava essere un flusso di fluido semovente, " disse Julio M. D'Arcy, autore principale sul PNAS carta e uno studente laureato senior nel laboratorio UCLA di Kaner.

"Ora posso dire alla gente che faccio film a Los Angeles, " ha scherzato.

Quando l'acqua e l'olio si mescolano, si forma una miscela di goccioline, creando un'interfaccia acqua-olio che funge da punto di ingresso per intrappolare le nanofibre polimeriche nelle interfacce liquido-liquido. Come le goccioline si uniscono, un cambiamento nella concentrazione dei solidi miscelati all'interfaccia acqua-olio porta a una differenza di tensione superficiale. L'allargamento di una parete di vetro avviene come risultato di un tentativo di ridurre la differenza di tensione superficiale. Il flusso di fluido direzionale porta a un film sottile conduttivo costituito da un singolo monostrato di nanofibre polimeriche. L'uniformità della superficie del film è dovuta alle particelle che vengono estratte dall'interfaccia acqua-olio, stretto tra due fluidi di opposte tensioni superficiali.

Lo sviluppo della tecnologia sta avvenendo in collaborazione con Fibron Technologies Inc., con il sostegno della National Science Foundation attraverso una sovvenzione per il trasferimento di tecnologia per piccole imprese. Fibron è una piccola azienda che ha concesso in licenza la tecnologia dall'UCLA. È stata fondata da Kaner, che funge da capo consigliere scientifico, e due del suo precedente dottorato di ricerca. studenti — Christina Baker e Henry Tran, che hanno continuato a ricoprire ruoli di leadership in azienda.

CEO di Fibron, Christian Behrenbruch, ha dichiarato:"Lavorare con l'UCLA per sviluppare questa tecnologia è stato vantaggioso per tutti. Ci consente di accedere a persone incredibilmente innovative, ma anche, la NSF ha contribuito a consentire l'instaurazione di un rapporto di PI formale e trasparente con l'università. La buona notizia è che questa tecnologia si sta muovendo rapidamente verso lo sviluppo commerciale".

Esistono altre tecniche per creare film sottili di polimeri conduttori, ma ogni tecnica tende a funzionare solo su un numero limitato di applicazioni, o non sono fattibili per il ridimensionamento. È stato a lungo cercato un metodo che superasse i limiti di ciascuno dei metodi precedenti. La tecnica dell'acqua e dell'olio, con un po' di nanotecnologia buttata dentro, potrebbe fornire proprio questo:un metodo universale scalabile per creare grandi film sottili di polimeri conduttori.