Ensamblaje estratificado de nanocompuestos estirables con diferentes concentraciones de NP de Au en la capa elástica. El límite de la interfaz de la estructura en capas se estratifica mediante la filtración secuencial de cada suspensión compuesta de AuPU con diferentes gradientes de concentración. Las fotografías muestran un conductor multicapa GAP en condiciones de relajación y tensión. Crédito:Woo-Jin Song, Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang
Un equipo de investigadores afiliado a varias instituciones en la República de Corea y los EE. UU. Ha desarrollado un medio para crear un nuevo tipo de conductor extensible. En su artículo publicado en la revista Avances de la ciencia , el grupo describe su proceso y los conductores que hicieron, y los resultados de las pruebas con una batería.
Durante los últimos años, Los científicos médicos han estado estudiando la posibilidad de utilizar más tipos de dispositivos portátiles o incluso insertables para monitorear o regular los procesos corporales. Si bien han progresado, Se podría hacer mucho más si la electrónica fuera estirable y / o flexible. Uno de los obstáculos para la creación de tales dispositivos es el desafío que enfrentan los ingenieros al equilibrar la conectividad eléctrica y la elasticidad; por lo general, cuanto más se puede estirar un conductor, menos conductivo es. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han encontrado una forma de sortear este problema.
Los investigadores crearon un conductor con múltiples capas de concentraciones variables de nanopartículas. Las capas estaban formadas por películas de poliuretano con carga positiva y nanopartículas de oro con carga negativa, todas dispuestas en gradiente. Al usar diferentes proporciones:90 por ciento en peso en la parte inferior y superior, pesos intermedios del 50 u 85 por ciento:el equipo pudo garantizar la conductividad a medida que se estiraba el material. Una mirada más cercana mostró que las nanopartículas se autoorganizaron en vías alineadas a medida que se estiraba el material, lo que explica la conductividad continua.
Las pruebas mostraron que el material era capaz de mantener la conductividad a tensiones de hasta un 300 por ciento. Pero para ver cómo funcionó en una aplicación real en vivo, los investigadores moldearon uno de sus conductores en un electrodo y lo aplicaron a una batería de iones de litio. Las mediciones de su rendimiento mostraron que estaba en el rango necesario para su uso en dispositivos del mundo real, y demostró ser capaz de seguir funcionando al 90 por ciento de la capacidad original después de ejecutar 1000 ciclos.
Habrá que realizar más pruebas con los conductores, pero los investigadores son optimistas de que su material resultará útil en el desarrollo de dispositivos médicos y baterías extensibles, y tal vez dispositivos que hagan uso de ambas aplicaciones.
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