Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado conductores altamente conductores y elásticos hechos de alambres a nanoescala de plata (nanocables). Estos conductores elásticos podrían usarse para desarrollar dispositivos electrónicos extensibles.

Los circuitos extensibles podrían hacer muchas cosas que su contraparte rígida no puede hacer. Por ejemplo, una "piel" electrónica podría ayudar a los robots a recoger objetos delicados sin romperlos, y las pantallas y antenas extensibles pueden hacer que los teléfonos móviles y otros dispositivos electrónicos se estiren y compriman sin afectar su rendimiento. Sin embargo, el primer paso para hacer posibles tales aplicaciones es producir conductores que sean elásticos y capaces de transmitir señales eléctricas de forma eficaz y fiable, independientemente de si están deformados.

Dr. Yong Zhu, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State, y Feng Xu, un doctorado Los estudiantes en el laboratorio de Zhu han desarrollado tales conductores elásticos usando nanocables de plata.

La plata tiene una conductividad eléctrica muy alta, lo que significa que puede transferir electricidad de manera eficiente. Y la nueva técnica desarrollada en NC State incorpora nanocables de plata de alta conductividad en un polímero que puede soportar un estiramiento significativo sin afectar negativamente la conductividad del material. Esto lo hace atractivo como componente para su uso en dispositivos electrónicos extensibles.

"Este desarrollo es muy emocionante porque podría aplicarse de inmediato a una amplia gama de aplicaciones, "Dijo Zhu." Además, Nuestro trabajo se centra en una conductividad alta y estable bajo un alto grado de deformación, complementario a la mayoría de los otros trabajos que utilizan nanocables de plata que están más preocupados por la flexibilidad y la transparencia ".

"El enfoque de fabricación es muy simple, ", dice Xu. Los nanocables de plata se colocan en una placa de silicio. Se vierte un polímero líquido sobre el sustrato de silicio. El polímero se expone a altas temperaturas, que convierte el polímero de un líquido en un sólido elástico. Debido a que el polímero fluye alrededor de los nanocables de plata cuando está en forma líquida, los nanocables quedan atrapados en el polímero cuando se solidifica. A continuación, el polímero puede desprenderse de la placa de silicona.

"También se pueden imprimir nanocables de plata para fabricar conductores elásticos estampados, "Dice Xu. El hecho de que sea fácil hacer patrones utilizando los conductores de nanocables de plata debería facilitar el uso de la técnica en la fabricación de productos electrónicos.

Cuando el polímero incrustado en nanocables se estira y relaja, la superficie del polímero que contiene nanocables se dobla. El resultado final es que el material compuesto es plano en el lado que no contiene nanocables, pero ondulado en el lado que contiene nanocables de plata.

Después de que la superficie incrustada con nanocables se haya pandeado, el material se puede estirar hasta el 50 por ciento de su alargamiento, o deformación por tracción, sin afectar la conductividad de los nanocables de plata. Esto se debe a que la forma abrochada del material permite que los nanocables permanezcan en una posición fija entre sí, incluso mientras se estira el polímero.

"Además de tener una alta conductividad y un amplio rango de deformación estable, los nuevos conductores extensibles muestran una excelente robustez bajo cargas mecánicas repetidas, "Dice Zhu. Otros materiales conductores estirables reportados se depositan típicamente sobre sustratos y podrían deslaminarse bajo repetidos estiramientos mecánicos o frotamientos superficiales.