Assemblaggio stratificato di nanocompositi estensibili con diverse concentrazioni di Au NP nello strato elastico. Il confine dell'interfaccia della struttura a strati è stratificato dalla filtrazione sequenziale di ciascuna sospensione composita AuPU con diversi gradienti di concentrazione. Le fotografie mostrano un conduttore multistrato GAP in condizioni rilassate e tese. Credito:canzone Woo-Jin, Università della Scienza e della Tecnologia di Pohang
Un team di ricercatori affiliati a diverse istituzioni nella Repubblica di Corea e negli Stati Uniti ha sviluppato un mezzo per creare un nuovo tipo di conduttore estensibile. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , il gruppo descrive il loro processo e i conduttori che hanno fatto, e i risultati dei test con una batteria.
Negli ultimi anni, gli scienziati medici hanno esaminato la possibilità di utilizzare più tipi di dispositivi indossabili o addirittura inseribili per monitorare o regolare i processi corporei. Mentre hanno fatto progressi, si potrebbe fare molto di più se l'elettronica fosse estensibile e/o pieghevole. Uno degli ostacoli alla creazione di tali dispositivi è la sfida che gli ingegneri devono affrontare quando bilanciano connettività elettrica ed elasticità, in genere, quanto più un conduttore può essere teso, meno è conduttivo. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per aggirare questo problema.
I ricercatori hanno creato un conduttore con più strati di diverse concentrazioni di nanoparticelle. Gli strati erano costituiti da pellicole di poliuretano con carica positiva e nanoparticelle d'oro caricate negativamente, tutte disposte in un gradiente. Utilizzando rapporti diversi:90% in peso nella parte inferiore e superiore, pesi intermedi del 50 o dell'85 percento:il team è stato in grado di garantire la conduttività mentre il materiale veniva allungato. Uno sguardo più attento ha mostrato che le nanoparticelle si auto-organizzavano in percorsi allineati mentre il materiale veniva allungato, che spiegava la conduttività continua.
I test hanno mostrato che il materiale è stato in grado di mantenere la conduttività con deformazioni fino al 300%. Ma per vedere come si è comportato in una vera applicazione live, i ricercatori hanno modellato uno dei loro conduttori in un elettrodo e lo hanno applicato a una batteria agli ioni di litio. Le misurazioni delle sue prestazioni hanno mostrato che rientra nell'intervallo necessario per l'uso in dispositivi del mondo reale e si è dimostrato in grado di continuare a funzionare al 90% della capacità originale dopo essere stato eseguito per 1000 cicli.
Ulteriori prove dovranno essere fatte con i conduttori, ma i ricercatori sono ottimisti sul fatto che il loro materiale si rivelerà utile nello sviluppo di dispositivi medici e batterie estensibili, e forse dispositivi che utilizzano entrambe le applicazioni.
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