(PhysOrg.com) - El aceite y el agua no se mezclan, pero agregue algunas nanofibras y todas las apuestas están canceladas.

Un equipo de químicos e ingenieros de UCLA ha desarrollado un nuevo método para recubrir grandes superficies con películas delgadas de nanofibras que son transparentes y eléctricamente conductoras. Su método implica la agitación vigorosa del agua, nanofibras densas de aceite y polímero. Una vez que esta solución se agita lo suficiente, se extiende sobre prácticamente cualquier superficie, creando una película.

"La belleza de este método radica en su simplicidad y versatilidad, "dijo el investigador del California NanoSystems Institute (CNSI) Richard B. Kaner, profesor de química y bioquímica y profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Henry Samueli de UCLA. "Los materiales utilizados son económicos y reciclables, el proceso funciona en prácticamente cualquier sustrato, produce una película delgada uniforme que crece en segundos y todo se puede hacer a temperatura ambiente ".

Los polímeros conductores combinan la flexibilidad y dureza de los plásticos con propiedades eléctricas. Se han propuesto para aplicaciones que van desde circuitos electrónicos impresos hasta supercondensadores, pero no han logrado un uso generalizado debido a las dificultades para procesarlos en películas.

"Los polímeros conductores tienen un enorme potencial en electrónica, y debido a que esta técnica funciona con tantos sustratos, se puede utilizar en un amplio espectro de aplicaciones, incluidas las células solares orgánicas, la luz emite diodos, cristales y sensores inteligentes, "dijo Yang Yang, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Samueli y director de la facultad del Centro de Nano Energías Renovables del CNSI.

Una de las aplicaciones potenciales es inteligente, o conmutable, vidrio que puede cambiar entre estados cuando se aplica una corriente eléctrica, por ejemplo, cambiar entre los estados transparente y opaco para dejar entrar la luz o bloquearla. El grupo de investigación de UCLA está aplicando la técnica a otros nanomateriales además de las nanofibras poliméricas con la esperanza de ampliar el número de aplicaciones disponibles.

La técnica basada en soluciones del equipo, publicado en la revista revisada por pares Actas de la Academia Nacional de Ciencias , fue descubierto por casualidad cuando una película transparente de polímero se extendió por las paredes de un recipiente mientras se purificaban nanofibras en agua con cloroformo.

"Lo que me atrajo de inmediato fue el inquietante fenómeno de lo que parecía ser un flujo de fluido autopropulsado, "dijo Julio M. D'Arcy, autor principal del PNAS papel y un estudiante de posgrado en el laboratorio de UCLA de Kaner.

"Ahora puedo decirle a la gente que hago películas en Los Ángeles, "bromeó.

Cuando se mezclan agua y aceite, se forma una mezcla de gotitas, creando una interfaz agua-aceite que sirve como punto de entrada para atrapar las nanofibras de polímero en las interfaces líquido-líquido. A medida que las gotas se unen, un cambio en la concentración de sólidos mezclados en la interfaz agua-aceite conduce a una diferencia en la tensión superficial. La extensión de una pared de vidrio se produce como resultado de un intento de reducir la diferencia de tensión superficial. El flujo de fluido direccional conduce a una película delgada continuamente conductora compuesta por una sola monocapa de nanofibras poliméricas. La uniformidad de la superficie de la película se debe a que las partículas se extraen de la interfaz agua-aceite, intercalado entre dos fluidos de tensiones superficiales opuestas.

El desarrollo de la tecnología se está produciendo en colaboración con Fibron Technologies Inc., con el apoyo de la National Science Foundation a través de una subvención de transferencia de tecnología para pequeñas empresas. Fibron es una pequeña empresa que ha obtenido la licencia de la tecnología de UCLA. Fue fundada por Kaner, quien se desempeña como asesor científico en jefe, y dos de sus ex Ph.D. estudiantes - Christina Baker y Henry Tran, que han pasado a ocupar puestos de liderazgo en la empresa.

CEO de Fibron, Christian Behrenbruch, dijo que "trabajar con UCLA para desarrollar esta tecnología ha sido beneficioso para todos. Nos permite acceder a personas increíblemente innovadoras, pero también, la NSF ha ayudado a permitir el establecimiento de una competencia de PI formal y transparente con la universidad. La buena noticia es que esta tecnología se está moviendo rápidamente hacia el desarrollo comercial ".

Existen otras técnicas para crear películas delgadas de polímeros conductores, pero cada técnica tiende a funcionar solo en un número limitado de aplicaciones, o no son viables para su ampliación. Durante mucho tiempo se ha buscado un método que supere las limitaciones de cada uno de los métodos anteriores. La técnica del agua y el aceite, con un poco de nanotecnología, podría proporcionar precisamente eso:un método universal escalable para crear películas grandes y delgadas de polímeros conductores.