کامپیوزیت رسانای الکتریک شفاف با قابلیت اتساع

محققان موفق شدند با ترکیب نانولوله‌های کربنی و پلیمر، کامپوزیتی بسازند که شفاف بوده، هدایت الکتریکی خوبی داشته و قابلیت کشیده شدن را نیز داراست. از این کامپوزیت می‌توان در تولید ادوات الکترونیکی قابل اتساع استفاده کرد.

محققان موفق شدند با ترکیب نانولوله‌های کربنی و پلیمر، کامپوزیتی بسازند که شفاف
بوده، هدایت الکتریکی خوبی داشته و قابلیت کشیده شدن را نیز دارا است. از این
کامپوزیت می‌توان در تولید ادوات الکترونیکی قابل اتساع استفاده کرد.

محققان مدت‌هاست که به‌دنبال ادوات الکترونیکی با قابلیت اتساع مانند عضله‌های بدن
هستند. اما این موضوع تحقق پیدا نکرده است زیرا تمام اجزای مورد استفاده در این
ادوات – الکترودها، نیمه‌هادی‌ها و دی الکتریک‌ها- باید قابل اتساع باشند. در
راستای تولید ادوات قابل اتساع، محققان موفق شدند پیل‌های خورشیدی، ترانزیستورها و
نمایشگرهای قابل اتساع تولید کنند. برای تولید این ادوات از نانو مواد مختلف از
جمله نانوسیم‌ها و گرافن استفاده شده است.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا نشان دادند که می‌توان نانوکامپوزیت‌های پلیمری قابل
ارتجاع تولید کرد که هدایت الکتریکی بالا و شفافیت مناسب داشته باشد. از این مواد
نانوکامپوزیتی می‌توان برای تولید ادوات قابل اتساع استفاده کرد. کیبینگ پی، از
محققان این پروژه، می‌گوید نتایج کار ما ثابت می‌کند که می‌توان ادوات نیمه‌هادی
تولید کرد که در آنها هر بخش به‌طور ذاتی قابلیت اتساع دارد.

نتایج این کار در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Intrinsically Stretchable Polymer
Light-Emitting Devices Using Carbon Nanotube-Polymer Composite Electrodes در
نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده است. در این پروژه تیم تحقیقاتی پی، روشی
برای تولید کامپوزیت شفاف پلیمری- نانولوله‌های کربنی تک جداره ارائه کرده است. در
این فرآیند نسبتا ساده، محققان فیلم‌های متخلخل از نانولوله‌های کربنی تک جداره را
روی بستر شیشه قرار دادند و سپس روی آن را با منومر مایع ( ترت بوتیل آکریلات PtBA)
پوشش دادند که این منومرها به‌درون شبکه نانولوله‌های کربنی تک جداره نفوذ می‌کند.
در گام بعد با استفاده از پرتو فرابنفش منومرها را تبدیل به پلیمر می‌کنند. در آخر
تمام پلیمر ایجاد شده را از روی سطح شیشه جدا می‌کنند.

زیبین یو از دیگر محققان این پروژه می‌گوید پس از جدا کردن پلیمر از شیشه، نانولوله‌های
کربنی که در ابتدای کار در کف قرار داشتند و در تماس مستقیم با شیشه بودند، حال
درون فیلم پلیمری قرار دارند اما بخشی از آنها در تماس با بیرون پلیمر است بنابراین
می‌تواند نقش اتصالات را برای الکترود پلیمری بازی کند. ترکیب نانولوله کربنی با
پلیمر موجب می‌شود که هدایت الکتریکی نانولوله کربنی در کامپوزیت ایجاد شده وجود
داشته باشد. ادغام شبکه نانولوله‌های کربنی و پلیمر موجب می‌شود کامپوزیت تولید شده
دارای مقاومت ورقه‌ای کم، شفافیت بالا، قابلیت ارتجاع بالا و زبری سطح بسیار کم
باشد. الکترودهای کامپوزیتی می‌توانند تا ۵۰ درصد اولیه خود کشیده شوند در حالی که
مقاومت ورقه‌ای آنها تغییر بسیار کمی داشته باشد.