В США создан гибкий проводящий материал для изготовления электроники, который становится прочнее от ударов. Его должны представить на весеннем собрании Американского химического общества (ACS), пишет в среду Phys.org.
Прочность разнообразной носимой электроники — от умных часов до медицинских датчиков — серьёзная проблема для пользователей. Проводники — твёрдые металлы, полупроводники — хрупкие кристаллы. Производители давно мечтают о создании эластичного материала, способного проводить ток.
Материаловед Юэ (Джессика) Ван из Калифорнийского университета в Мерседе вдохновилась кукурузным крахмалом. Его суспензия, применяемая как загуститель в кулинарии, обладает свойствами неньютоновской жидкости.
"Когда я медленно размешиваю кукурузный крахмал в воде, ложка легко двигается. Но если я вытащу ложку, а затем нанесу удар по смеси, ложка не войдёт обратно. Это всё равно, что нанести удар по твёрдой поверхности", — рассуждает учёная.
Команда под её руководством экспериментировала с различными полимерами. Смешивая их в различных комбинациях, удалось получить проводящую эластичную плёнку, способную сопротивляться механическим воздействиям.
Ди Ву, один из участников работы, сравнил структуру нового материала со спагетти с фрикадельками, потому что длинные молекулы полимеров напоминают макаронины, а наночастицы между ними собираются в комочки.
"Поскольку положительно заряженные молекулы не любят воду, они объединяются в микроструктуры, похожие на фрикадельки", — объясняет Ву.
Успех разработки обеспечило добавление оптимального количества поли(3,4-этилендиокситиофен) полистиролсульфоната (PEDOT:PSS). Это стало неожиданностью для химиков, поскольку само по себе вещество не отличается хорошими прочностными характеристиками, но в 10%-ной концентрации, как выяснилось, творит чудеса.
Инновационный материал найдёт применение в производстве электронных приборов, работающих в неблагоприятных условиях — фитнес-браслетов, умных часов, датчиков Холтера, мониторов уровня глюкозы и т. д. Кроме того, создатели адаптировали своё изобретение для 3D-принтера и напечатали копию руки одного из членов команды — то есть возможно также изготовление протезов.