فیزیکدانان در ژاپن بهمنظور ساخت یک ماده لاستیکی که رسانای الکتریسیته است، روشی را برای پراکنده کردن نانولولههای کربنی در یک پلیمر مایع، توسعه دادهاند. به گفته این محققان، این ماده کامپوزیتی که از دیگر مواد کشسان رساناتر است، مرحله مهمی بهسمت پیشرفت الکترونیک کشسان برای رباتها و دیگر افزارههای الکترونیکی است.
الکترونیک کشسان با نانولولههای کربنی
فیزیکدانان در ژاپن بهمنظور ساخت یک ماده لاستیکی که رسانای الکتریسیته است، روشی
را برای پراکنده کردن نانولولههای کربنی در یک پلیمر مایع، توسعه دادهاند. به
گفته این محققان، این ماده کامپوزیتی که از دیگر مواد کشسان رساناتر است، مرحله
مهمی بهسمت پیشرفت الکترونیک کشسان برای رباتها و دیگر افزارههای الکترونیکی
است.
در گذشته، موقعی که محققان سعی میکردند کامپوزیتهای نانولولهـ پلیمر را تولید
کنند، نیروهای بین مولکولی قوی بین نانولولهها همیشه منجر به تودهایشدن آنها
میشد و در نتیجه بهطور ضعیفی در ماتریس پلیمری پراکنده میشدند. این گروه ژاپنی
به رهبری تاکاو سامِیا از دانشگاه توکیو، با مخلوط کردن نانولولههای کربنی با یک
مایع یونی، توانستند آنها را بهخوبی در ماتریس پلیمری پراکنده کنند. این محققان با
استفاده از این روش میتوانند بدون کاهش انعطافپذیری مکانیکی پلیمر، به اندازه یک
پنجم وزن پلیمر به آن نانولوله کربنی اضافه کنند. ماده حاصله که با هدایت الکتریکی
نانولولههای کربنی مذاب میشود، میتواند بدون صدمه دیدن تا حدود ۷۰ درصد اندازه
خود کشیده شود.
رای باوغمن در دانشگاه تگزاس میگوید:«این روش باعث توسعه کاربرد نانولولههای
کربنی در زمینه های جدید خواهد شد. بیشترین شگفتی این کشف، این است که اضافه کردن
نانولولههای کربنی تا بیش از ۲۰ درصد وزنی پلیمر، قابلیت تغییر شکل کشسانی پلیمر
را کاهش نمیدهد.»
اخیراً دانشمندان برای ساخت الکترونیک کشسان، میخواهند اجزای الکترونیکی استاندارد
را یا وارد لاستیک کنند و یا مستقیماً آنها را با فیلمهای پلاستیکی مجتمع کنند.
این محققان هرچند میگویند که پیشرفتهای مهمی در این زمینه وجود داشتهاست؛ اما
معتقدند که توسعه بیشتر این افزارهها بهدلیل سیمکشی غیر کشسانشان متوقف شدهاست.
این محققان ساخت مواد الکترونیکی کشسان خود را با مخلوط کردن نانولولههای کربنی با
یک مایع یونی ۱- بوتیل-۳- متیل ایمیدازولیوم بیسیمید شروع کردند، سپس آنها چسب سیاه
و ضخیم به دستآمده یا ژل باکی(bucky gel) را به یک پلیمر مایع اضافه و روی یک صفحه
شیشهای پخش کردند و در نهایت آن را با لاستیک سیلیکونی پوشش دادند.
این محققان اکنون خواص مکانیکی و الکتریکی رسانای کشسان خود را بهینه میکنند و در
زمینه فرایندهای چاپ مقرونبهصرفه جدیدی که بتوانند این مواد را جایگزین سیمهای
ریز در مدارهای مجتمع کنند، تحقیق میکنند. سامیا امیدوار است که همراه با بهبود
فناوریهای موجود، این رساناهای کشسان راهی به سوی کاربردهایی باشد که برای
الکترونیک مرسوم مبتنی بر سیلیکون ممکن نیست(برای مثال پوست های مصنوعی الکترونیکی).
نتایج این تحقیق در مجله Science منتشر شده اند.
