Pesquisadores da Escola Cockrell de Engenharia da Universidade do Texas em Austin desenvolveram um primeiro de seu tipo-gel auto-cura que os reparos e conecta circuitos eletrônicos, criando oportunidades para avançar no desenvolvimento da eletrônica flexível, biossensores e baterias como energia dispositivos de armazenamento.
Embora a tecnologia está se movendo em direção a mais leves, eletrônicos flexíveis, dobráveis e enroláveis, os circuitos existentes que lhes poder não são construídos para flectir livremente e repetidamente rachaduras auto-reparação ou quebras que podem acontecer a partir de desgaste normal.
Até agora, os materiais de auto-cura têm contado com a aplicação de estímulos externos, como luz ou calor para ativar o reparo. O material "Supergel" UT Austin tem elevada condutividade (o grau em que um material condutor de eletricidade) e fortes propriedades de auto-cura mecânicas e eléctricas.
"Na última década, o conceito de auto-cura foi popularizado por pessoas que trabalham em diferentes aplicações, mas esta é a primeira vez que isso foi feito sem estímulos externos", disse o professor assistente de engenharia mecânica Guihua Yu, que desenvolveu o gel. "Não há nenhuma necessidade de calor ou de luz para consertar a rachadura ou quebrar em um circuito ou a bateria, que é muitas vezes necessária por materiais de auto-cura anteriormente desenvolvidos."
Yu e sua equipe criaram o gel de auto-cura através da combinação de dois géis: um gel de metal-ligando de auto-montagem que fornece propriedades de auto-cura e um hidrogel de polímero que é um condutor. Um artigo sobre a síntese de sua hidrogel aparece na edição de novembro da revista Nano Letters.
Neste último estudo, os pesquisadores descrevem como usaram uma molécula de cristal líquido em forma de disco para aumentar a condutividade, biocompatibilidade e permeabilidade da sua hidrogel de polímero. Eles foram capazes de atingir cerca de 10 vezes a condutividade de outros hidrogéis poliméricos utilizados na bioelectrónica e baterias recarregáveis convencionais. As nanoestruturas que compõem o gel são as menores estruturas capazes de fornecer carga eficiente e transporte de energia.
Em um documento separado, publicado na revista Nano Letters, em setembro, Yu introduziu o gel híbrido auto-cura. O segundo ingrediente do gel híbrido de auto-cura é um gel supramolecular ligando-metal. Usando moléculas terpyridine para criar a estrutura e zinco átomos como uma cola estrutural, as moléculas formam estruturas que são capazes de se auto-organizam, dando-lhe a capacidade de curar automaticamente após uma pausa.
Quando o gel supramolecular é introduzido no hidrogel de polímero, formando o gel híbrido, a sua resistência mecânica e elasticidade são reforçadas.
Para construir o circuito electrónico de auto-cura, Yu acredita que o gel de auto-cura não substituiria os condutores metálicos típicos que transportam electricidade, mas poderia ser utilizado como uma junta flexível, juntando-se outras partes do circuito.
"Este gel pode ser aplicado em pontos de junção do circuito porque é muitas vezes onde você vê a quebra", disse ele. "Um dia, você pode colar ou colar o gel para estes cruzamentos para que os circuitos poderia ser mais robusta e mais difícil de quebrar."
A equipe de Yu também está olhando para outras aplicações, incluindo aplicações médicas e de armazenamento de energia, onde detém um enorme potencial para ser usado dentro de baterias para melhor armazenar carga elétrica.
A pesquisa de Yu recebeu financiamento da National Science Foundation, da American Chemical Society, a Fundação Welch e 3M.
Fonte da história:
O post acima é reproduzido a partir de materiais fornecidos pela Universidade do Texas em Austin. Nota: Os materiais pode ser editado por conteúdo e comprimento.
Jornal de referência:
Yaqun Wang, Ye Shi, Lijia Pan, Yu Ding, Yu Zhao, Yun Li, Yi Shi, Guihua Yu. Approach Supramolecular-Enabled dopante para a síntese controlada de nanoestruturados de polímeros condutivos hidrogéis. Nano Letters, 2015; 15 (11): 7736 DOI: 10,1021 / acs.nanolett.5b03891
Fonte: http://2045.com
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