(Phys.org) - Los ingenieros de Yale han desarrollado un novedoso sistema automatizado para generar flexible, Recubrimientos transparentes con usos prometedores en la producción de baterías de iones de litio y celdas de combustible, entre otras aplicaciones.

Hasta ahora, El lento rendimiento de algunos métodos de ensamblaje existentes ha restringido significativamente la aplicación práctica de estos delgados, películas conductoras multicapa.

Dirigido por André Taylor, un profesor asistente de ingeniería química y ambiental, El equipo de Yale desarrolló una nueva técnica de ensamblaje que reduce el tiempo de proceso y produce películas con precisión nanométrica y función mejorada. El sistema, llamado espray-pulverización capa por capa (SSLbL), genera películas multicapa más rápidamente de lo que era posible anteriormente y con mayor control sobre las características de la película.

Los investigadores describen su método en un próximo número de la revista. ACS Nano , disponible ahora en preimpresión.

“Hay muchas aplicaciones para la nueva técnica en el desarrollo de recubrimientos funcionales a nanoescala, "Dice Forrest Gittleson, estudiante de posgrado de Yale y miembro del equipo de investigación. “Hay sistemas [existentes] de solo pulverización que reducen el tiempo de montaje de las películas capa por capa. Pero nuestro sistema mejora aún más el tiempo de proceso al mismo tiempo que mejora la capacidad de ajustar las características de la película. Lo convierte en un poderoso nivel de control ".

En un ejemplo citado en el documento, se ensambló una película de muestra en 54 minutos usando el nuevo método. Por el contrario, el método de montaje tradicional, conocido como recubrimiento por inmersión (capa por capa), tomó 76 horas producir una película con conductancia equivalente.

Además de mejorar el tiempo de montaje, el nuevo sistema también ofrece un control superior sobre el espesor y la uniformidad finales de la película.

Las películas que contienen nanotubos de carbono han sido reconocidas durante mucho tiempo como potencialmente valiosas en aplicaciones de sensores y electrodos. Pero ha sido difícil lograr una conductividad uniforme en toda la película con los métodos tradicionales de inmersión. El equipo de Yale demuestra que su método genera una película conductora más uniforme que el método de inmersión, proporcionando un potencial de rendimiento superior.

“Debido a que el ensamblaje capa por capa se puede utilizar con una amplia variedad de polielectrolitos y nanomateriales, "Dice Taylor, “Esta técnica se puede utilizar para una amplia variedad de aplicaciones que van desde materiales ultrarresistentes (más fuertes que el acero) hasta barreras transparentes de difusión de O2, a la entrega de medicamentos. La próxima aplicación depende de la imaginación del diseñador de materiales ".

Los investigadores ensamblaron películas multicapa de nanotubos y polímeros ultrafinos, y los evaluó para su uso como electrodos de baterías de iones de litio. La técnica se muestra prometedora en el desarrollo de una mejor comprensión y un método para crear rápidamente electrodos de batería con precisión de nivel nanométrico.