|
پژوهشگران نوع جدیدی از هیدروژل را تولید کرده‌اند که می‌تواند در حسگرهای
زیستی، ادوات ذخیره انرژی با عملکرد بالا و الکترودها مورد استفاده قرار
گیرد. برای این کار محققان دانشگاه استنفورد پلیمر رسانایی مبتنی بر
نانوساختارهای متخلخل ارائه کردند که دارای خواص الکترونیکی و
الکتروشیمیایی مناسبی است.
لیجیا پن و گویهاو یو از پژوهشگران این پروژه می‌گوید موادی که ما تولید
کرده‌ایم می‌تواند مزایای هیدروژل‌ها را با مواد رسانای آلی ترکیب کند با
این کار خواص الکتروشیمیایی و رسانایی خوبی به‌دست می‌آید. با این کار
می‌توان ادوات الکتروشیمیایی با عملکرد بالا نظیر ابرخازن‌ها، حسگرهای
زیستی بسیار حساس تولید کرد.
هیدروژل‌ها شبکه‌های پلیمری سه بعدی هستند که مقادیر زیادی آب را در خود
نگه می‌دارند این مواد دارای ساختاری بسیار شبیه به بافت‌های زنده هستند.
بیشتر هیدروژل‌ها از مواد پلیمری غیررسانا ساخته می‌شود بنابراین کاربردهای
آنها در صنعت الکترونیک بسیار محدود است. در این پروژه از فیتیک اسید
استفاده شده است که رسانای یونی بسیار خوبی است. با استفاده از این ماده
می‌توان پل‌های ارتباطی در پلی آنیلین ایجاد کرد که به نوعی موجب تقویت
پلیمر شده و بر مشکل نارسانا بودن فائق می‌آید.
برای ساخت این ماده دو محلول با هم ترکیب می‌شوند، محلول اول فرآیند
پلیمریزاسیون را آغاز می‌کند و محلول دوم حاوی منومرهای آنیلین و تقویت
کننده فیتیک اسید است. فرآیند ژله‌ای شدن سه دقیقه به طول می‌انجامد که
دلیل این امر وجود شش گروه فسفر در هر مولکول فیتیک اسید است این گروه‌ها
با چند زنجیره پلیمری همزمان واکنش می‌دهند.
پن می‌گوید ما نشان دادیم که می‌توان هیدروژل‌های پلیمری رسانا را در حجم
انبوه تولید کرد و سپس با استفاده از چاپگر و اسپری روی آن الگودهی کرد.
این بدان معناست که ما ممکن است بتوانیم قطعات الکترونیکی نظیر حسگرهای
زیستی و میکروابرخازن‌ها را در مقیاس انبوه تولید کنیم.
این هیدروژل دارای ظرفیت ویژه‌ای در حدود ۴۸۰ F/g و نرخ شارژ/دشارژ بالا
است، این بدان معناست که از این ماده می‌توان برای ذخیره‌سازی اطلاعات و
خودروهای برقی استفاده کرد. برای تصور بهتر ظرفیت ویژه بالا این هیدروژل
باید یادآوری کرد که ظرفیت ویژه کربن ۱۰۰ F/g است.
محققان از این هیدروژل برای ساخت حسگرهای گلوکز استفاده کردند، نتایج نشان
داد که زمان پاسخ این حسگر ۰٫۳ ثانیه می‌باشد در حالی که در حسگرهای گلوکز
معمولی این زمان ۲۰ ثانیه است.
نتایج این تحقیق در نشریه PNAS به چاپ رسیده است.
|
