Los investigadores de TPU, junto con sus colegas de universidades extranjeras, han desarrollado un método que permite una integración de metales en polímeros impulsada por láser para formar compuestos eléctricamente conductores. Los resultados de la investigación se presentan en el artículo "Electrónica flexible ultrarresistente por integración de polímeros-nanomateriales impulsada por láser", " publicado en Materiales funcionales avanzados .

"Actualmente desarrollando tecnologías innovadoras como Internet de las cosas, electrónica flexible, y las interfaces cerebro-computadora tendrán un gran impacto en la sociedad en los próximos años. El desarrollo de estas tecnologías requiere materiales fundamentalmente nuevos que exhiban una mecánica superior, estabilidad química y eléctrica, costo comparativamente bajo para producir a gran escala, así como biocompatibilidad para determinadas aplicaciones. En este contexto, polímeros y un tereftalato de polietileno (PET) generalizado, en particular, son de especial interés. Sin embargo, métodos convencionales de modificación de polímeros para agregar la funcionalidad requerida, como una regla, cambiar la conductividad de todo el volumen del polímero, lo que limita significativamente su aplicación para topologías complejas de 3 colectores, "Raúl David Rodríguez Contreras, Profesor de la Escuela de Investigación de TPU en Química y Ciencias Biomédicas Aplicadas, dice.

Los científicos ofrecieron su método. Primero, Las nanopartículas de aluminio se depositan sobre sustratos de PET y, luego, las muestras se irradian mediante pulsos de láser. Por lo tanto, se forma localmente un compuesto conductor en las áreas irradiadas. Los investigadores eligieron el aluminio porque es un metal barato y fácilmente disponible. La plata se utiliza con frecuencia como conductor para la electrónica flexible. Por lo tanto, las muestras obtenidas con nanopartículas de aluminio se compararon con una pasta conductora de plata y materiales a base de grafeno.

"Ensayos de estabilidad mecánica (abrasión, pruebas de impacto y decapado) demostraron que los compuestos basados ​​en nanopartículas de aluminio superan a otros materiales. Es más, la estructura material en sí resultó ser muy interesante. Durante el procesamiento láser, El carburo de aluminio se forma en las superficies de las muestras. Es más, los polímeros inducen la formación de estructuras de carbono similares al grafeno. No esperábamos este efecto. Además, ajustando la potencia del láser, podemos controlar la conductividad del material. En la práctica, usando un láser, es posible "dibujar" casi cualquier estructura conductora en la superficie del polímero y hacerla localmente conductora, "Evgeniya Sheremet, Profesor de la Escuela de Investigación de TPU de Física de Altas Energías, explica.

Según los científicos, la integración láser de metales en polímeros se utilizó por primera vez en la electrónica flexible. Existen métodos basados ​​en la "explosión de metales" por láser y su aplicación en polímeros a alta velocidad, pero son más complicados en términos de implementación tecnológica. El método de los investigadores de TPU implica dos pasos tecnológicos básicos:aplicación de nanopartículas en la superficie del polímero y procesamiento con láser. Además, el método es aplicable a una amplia variedad de materiales.

"¿Para qué se puede utilizar? Primero, se puede utilizar para electrónica flexible. Uno de los problemas en este campo es la baja estabilidad mecánica de los productos. Hay muchos enfoques para mejorarlo. Sin embargo, normalmente, los materiales obtenidos no habrían pasado nuestras pruebas. También hay fotocatálisis, sensores flexibles para robótica, diodos emisores de luz y productos biomédicos entre los posibles campos de aplicación, "explican los autores del artículo.

Más allá, el equipo de investigación planea probar el nuevo método en otros materiales como la plata, cobre, tubos de carbono y utilizar varios polímeros. Los científicos de TPU, Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de China, El Instituto Leibniz de Investigación de Polímeros de Dresde y la Universidad de Amsterdam participaron en el trabajo de investigación. El proyecto cuenta con el apoyo del Programa de Mejora de la Competitividad de TPU VIU-ISHFVP-198/2020.