MTI
Gumiszalagként viselkedő elektronikát hoztak létre
Minden eddiginél jobban hajlítható és nyújtható, vezetőképességét mégis megtartó anyagot hozott létre egy nemzetközi kutatócsoport.
A Nature Communications című tudományos portálon ismertetett technológia lehetővé teszi, hogy a gumiszalaghoz hasonló tulajdonságú, kényelmes elektronikus eszközökkel felügyeljék az orvosok pácienseik egészségi állapotát. Egyre nagyobb igény lenne az orvosi távfelügyeletre, amikor például egy szívbeteg páciensnek nem szükséges rendszeresen bejárnia ellenőrzésre a kórházba, hanem megfelelő elektronikus eszközzel követik nyomon fiziológiai paramétereit.
Az ilyen távfelügyeletet ma még nehezíti, hogy a jelek érzékelésére és továbbítására felhasznált elektronika túlságosan merev. Évek óta dolgoznak már a mérnökök azon, hogy a mostaninál rugalmasabb, hajlítható és nyújtható elektronikus eszközöket fejlesszenek ki. A rugalmasság növelése azonban eddig azzal a következménnyel járt, hogy csökkent az anyag elektromos vezetőképessége. Az amerikai Északnyugati Egyetem McCormick Mérnöki Iskolájának kutatói kínai, dél-koreai és az Illinois-i Egyetemen tevékenykedő kollégáikkal közösen fejlesztették ki azt a jó vezetőképességű anyagot, amely hajlékony és az eredeti méretének több mint kétszeresére nyújtható, vagyis nyúlásának mértéke négyszerese a ma alkalmazott legjobb technológiának.
A jelenleg piacon lévő, szilárd fémből készült áramkörök csak kis mértékű hajlítást bírnak ki, ha mégis meghajlítják őket, akkor pedig elektromos vezetőképességük lezuhan az eredeti érték századára. Yonggang Huang vezetésével azonban a nemzetközi kutatócsapat megtalálta a megoldást arra, hogy az anyag vezetőképességét megőrizve egyúttal hajlítható és nyújtható is legyen. Először egy olyan, igen porózus háromdimenziós mátrixot hoztak létre egy polimerből, a poli-dimetil-sziloxánból (PDMS), amelyet eredeti mérete háromszorosára lehetett nyújtani. Ezt követően galliumból és indiumból álló folyékony fémötvözetet juttattak a pórusokba, ezzel téve lehetővé, hogy az elektromos áram akkor is folyhasson a térhálóban, amikor éppen meghajlították.
"A folyékony fémet a pórusos polimerrel kombinálva 200 százalék nyújthatóságot értünk el az anyagban, amely ettől a nyújtástól nem szenvedett el sérülést" - emelte ki Huang, aki szerint az új technológiával bármely elektronikai eszköz gumiszalaghoz hasonlóan viselkedhet.
A Nature Communications című tudományos portálon ismertetett technológia lehetővé teszi, hogy a gumiszalaghoz hasonló tulajdonságú, kényelmes elektronikus eszközökkel felügyeljék az orvosok pácienseik egészségi állapotát. Egyre nagyobb igény lenne az orvosi távfelügyeletre, amikor például egy szívbeteg páciensnek nem szükséges rendszeresen bejárnia ellenőrzésre a kórházba, hanem megfelelő elektronikus eszközzel követik nyomon fiziológiai paramétereit.
Az ilyen távfelügyeletet ma még nehezíti, hogy a jelek érzékelésére és továbbítására felhasznált elektronika túlságosan merev. Évek óta dolgoznak már a mérnökök azon, hogy a mostaninál rugalmasabb, hajlítható és nyújtható elektronikus eszközöket fejlesszenek ki. A rugalmasság növelése azonban eddig azzal a következménnyel járt, hogy csökkent az anyag elektromos vezetőképessége. Az amerikai Északnyugati Egyetem McCormick Mérnöki Iskolájának kutatói kínai, dél-koreai és az Illinois-i Egyetemen tevékenykedő kollégáikkal közösen fejlesztették ki azt a jó vezetőképességű anyagot, amely hajlékony és az eredeti méretének több mint kétszeresére nyújtható, vagyis nyúlásának mértéke négyszerese a ma alkalmazott legjobb technológiának.
A jelenleg piacon lévő, szilárd fémből készült áramkörök csak kis mértékű hajlítást bírnak ki, ha mégis meghajlítják őket, akkor pedig elektromos vezetőképességük lezuhan az eredeti érték századára. Yonggang Huang vezetésével azonban a nemzetközi kutatócsapat megtalálta a megoldást arra, hogy az anyag vezetőképességét megőrizve egyúttal hajlítható és nyújtható is legyen. Először egy olyan, igen porózus háromdimenziós mátrixot hoztak létre egy polimerből, a poli-dimetil-sziloxánból (PDMS), amelyet eredeti mérete háromszorosára lehetett nyújtani. Ezt követően galliumból és indiumból álló folyékony fémötvözetet juttattak a pórusokba, ezzel téve lehetővé, hogy az elektromos áram akkor is folyhasson a térhálóban, amikor éppen meghajlították.
"A folyékony fémet a pórusos polimerrel kombinálva 200 százalék nyújthatóságot értünk el az anyagban, amely ettől a nyújtástól nem szenvedett el sérülést" - emelte ki Huang, aki szerint az új technológiával bármely elektronikai eszköz gumiszalaghoz hasonlóan viselkedhet.