Ученые создали самовосстанавливающийся, гибкий полимер для носимой электроники
Японские исследователи из Центра науки об устойчивых ресурсах RIKEN сделали шаг к созданию гибких и долговечных электронных устройств, разработав новый тип самовосстанавливающегося полимера. Этот материал способен не только проводить электричество, но и восстанавливаться после механических повреждений, что делает его перспективным для использования в носимой электронике и мягких роботах.
Результаты исследования, опубликованные в Journal of the American Chemical Society, открывают путь к разработке прочных и экологически устойчивых технологий для гибких устройств будущего. Главной проблемой, сдерживавшей развитие таких технологий, долгое время оставалась хрупкость традиционных проводников — металлических или пластиковых. При изгибе или скручивании они легко трескались и теряли функциональность, что ограничивало возможности инженеров в создании устройств, требующих постоянной подвижности и эластичности.
Руководитель проекта доктор Чжаомин Хоу отметил, что в реальных условиях гибкие электронные материалы подвергаются постоянным нагрузкам, приводящим к повреждениям. По его словам, создание проводников, способных самостоятельно восстанавливаться, позволит значительно продлить срок службы устройств и повысить их надежность.
В качестве основы учёные выбрали полиолефин — один из самых распространённых видов пластика, применяемый в упаковке, бутылках и контейнерах. Этот материал прочен и устойчив к воздействию химических веществ, но не обладает необходимой гибкостью. Исследователи модифицировали его структуру, добавив серосодержащие группы — тиоэфиры, благодаря которым полимерные цепи могут восстанавливаться после разрыва без нагрева и дополнительных веществ.
Полученный материал сочетает прочность и эластичность, способен самостоятельно «залечивать» порезы и сохранять целостность даже при многократных деформациях. Кроме того, он демонстрирует исключительную совместимость с золотом — металлом, традиционно применяемым в электронике. Золотое покрытие, нанесённое на поверхность полимера, образует прочные связи с серой и остаётся стабильным даже после десятков циклов испытаний на растяжение.
Такой эффект удалось достичь благодаря новому катализатору, позволяющему точно контролировать процесс формирования полимера и задавать ему требуемые свойства. Это открывает возможности для создания адаптируемых материалов, которые можно использовать в самых разных условиях — от медицинских сенсоров до робототехники.
По мнению авторов, разработка самовосстанавливающегося проводящего полимера станет основой для следующего поколения гибких технологий, где долговечность и надёжность будут сочетаться с устойчивостью и безопасностью для окружающей среды.
Источник: knowridge.com
Результаты исследования, опубликованные в Journal of the American Chemical Society, открывают путь к разработке прочных и экологически устойчивых технологий для гибких устройств будущего. Главной проблемой, сдерживавшей развитие таких технологий, долгое время оставалась хрупкость традиционных проводников — металлических или пластиковых. При изгибе или скручивании они легко трескались и теряли функциональность, что ограничивало возможности инженеров в создании устройств, требующих постоянной подвижности и эластичности.
Руководитель проекта доктор Чжаомин Хоу отметил, что в реальных условиях гибкие электронные материалы подвергаются постоянным нагрузкам, приводящим к повреждениям. По его словам, создание проводников, способных самостоятельно восстанавливаться, позволит значительно продлить срок службы устройств и повысить их надежность.
В качестве основы учёные выбрали полиолефин — один из самых распространённых видов пластика, применяемый в упаковке, бутылках и контейнерах. Этот материал прочен и устойчив к воздействию химических веществ, но не обладает необходимой гибкостью. Исследователи модифицировали его структуру, добавив серосодержащие группы — тиоэфиры, благодаря которым полимерные цепи могут восстанавливаться после разрыва без нагрева и дополнительных веществ.
Полученный материал сочетает прочность и эластичность, способен самостоятельно «залечивать» порезы и сохранять целостность даже при многократных деформациях. Кроме того, он демонстрирует исключительную совместимость с золотом — металлом, традиционно применяемым в электронике. Золотое покрытие, нанесённое на поверхность полимера, образует прочные связи с серой и остаётся стабильным даже после десятков циклов испытаний на растяжение.
Такой эффект удалось достичь благодаря новому катализатору, позволяющему точно контролировать процесс формирования полимера и задавать ему требуемые свойства. Это открывает возможности для создания адаптируемых материалов, которые можно использовать в самых разных условиях — от медицинских сенсоров до робототехники.
По мнению авторов, разработка самовосстанавливающегося проводящего полимера станет основой для следующего поколения гибких технологий, где долговечность и надёжность будут сочетаться с устойчивостью и безопасностью для окружающей среды.
Источник: knowridge.com
