высокотехнологичное предприятие

Ученые синтезировали электропроводящий гель, пригодный для печати

Желеобразный материал из лаборатории Стэнфордского университета профессоров Юи Цуи и Женан Бао, может найти широкое применение в области накопителей энергии, медицинских датчиков и биотопливных ячеек.

Ученые из Стэнфорда изобрели электропроводящий гель, демонстрирующий беспрецедентные электрические характеристики, который легко и быстро можно нанести на поверхность при помощи струйных принтеров.

Созданный материал является детищем доцента химических технологий Женана Бао (Zhenan Bao), доцента материаловедения и инженерии Юи Цуи (Yi Cui) и членов их лаборатории. Он является своего рода проводящим гидрогелем — желе, которое чувствует и ведет себя как биологические ткани и проводит электричество, как металл или полупроводник.

Такое сочетание характеристик имеет огромный потенциал для создания биологических датчиков и футуристических устройств хранения энергии на основе гидрогеля.

Желе

Бао и Кюи сделали гель, связав длинные цепочки органического соединения анилина с фитиновой кислотой, в природе встречающейся в растительных тканях. Кислота может захватить до шести полимерных цепей сразу, что делает ее подходящей для сшивания целых сетей.

“Есть уже коммерчески доступные проводящие полимеры”,- говорит Бао, “но все они образуют однородную пленку без наноструктуры”.

В отличие от них, новый гель, полученный сшиванием, имеет губчатую структуру. Он наполнен бесчисленными крошечными порами, которые увеличивают площадь поверхности геля, тем самым увеличивая количество заряда, который может вобрать в себя гель.

Не смотря на это, гель можно легко сжимать. Поскольку материал остается жидким, он может наноситься на поверхность путем печати на струйном принтере, превращаясь в гель после того, как он окажется на ней.

“Замечательные электронные свойства”,по словам Цуи также обязаны необычной структуре материала.

Большинство гидрогелей имеют в своем составе большое количество изоляционных молекул, что  снижает способность материала проводить электрический ток. Но фитиновая кислота является “малой молекулярной примесью”. Этот эффект делает гидрогель высокопроводящим.

Проводимость геля является “одной из лучших, которую вы можете получить, используя такой  метод”,- сказал Цуи. Его способность удерживать заряд необычайно высока.

Сходство вещества с биологическими тканями, большая площадь поверхности и электрические  возможности делают материал хорошим подспорьем для биологических систем, позволяющих общаться с технологическим оборудованием.

Исследователи полагают, что полученный гидрогель будет применяться во всем, начиная от медицинских датчиков и лабораторных биологических сенсоров и заканчивая биотопливными ячейками и конденсаторами высокой энергетической плотности.

“И все это сделано из коммерчески доступных компонентов, смешанных в водном растворе”,- отмечает Бао.


По данным stanford.edu

© 2012 Мир Инноваций

Источник: http://innovaworld.ru/technologii/nanotechnologii/uchenyie-sintezirovali-elektroprovodyashhiy-gel-prigodnyiy-dlya-pechati

28.06.2012, 490 просмотров.