Un conduttore altamente trasparente e ultra-estensibile con conduttività stabile durante grandi deformazioni

Stampa 3D e conducibilità: fabbricazione di conduttori ultra-estensibili

I ricercatori di Shanghai stanno approfondendo i conduttori di stampa 3D, con i loro risultati recentemente pubblicati in ” Un conduttore altamente trasparente e ultra-estensibile con conduttività stabile durante grandi deformazioni “. Gli autori Zhouyue Lei e Peiyi Wu seguono il crescente sviluppo di conduttori estensibili e i miglioramenti apportati alle loro proprietà elettromeccaniche, insieme allo studio di problemi con deformazioni e difetti e ai modi per superare tali limiti.

I materiali morbidi, e specialmente quelli conduttivi, sono fondamentali nelle applicazioni dell’intelligenza artificiale e dei sistemi biologici; tuttavia, ci vuole un po ‘di tempo per renderli più morbidi e flessibili. I plastificanti e i segmenti flessibili aggiunti ai polimeri sono un modo per creare regioni più morbide, oltre ad aggiungere elementi conduttivi come riempitivi elettronici o elettroliti ionici e quindi gestire i percorsi e le reti.

I ricercatori hanno cercato di creare nanochannel morbidi, collegati con reti reticolate:

“Qui, introduciamo un tipo di conduttori intrinsecamente estensibili. Elettroliti simili a liquidi di piccole molecole, come gli IL, forniscono portatori di carica; i polimeri con strutture ioniche simili, ad esempio poligwitterioni, realizzano sinergie ioniche con gli elettroliti liquidi e quindi assemblano nanochannel conduttivi per evitare aggregati o perdite di elettroliti; le reti dinamiche sono costruite da polimeri che hanno anche una sinergia molecolare con i nanochannel conduttivi, per garantire integrità strutturale, adattabilità alla deformazione e stabilità ambientale “.

Il conduttore può immagazzinare, creare e inviare segnali elettrici attraverso il flusso e la distribuzione di ioni e nanochannel, con i percorsi che si adattano dinamicamente alla deformazione. Gli autori sottolineano che il materiale è anche adeguatamente stabile, dimostrando una variazione di conduttività del tre percento in 24 ore e non mostrando alcun punto di fusione o transizione vetrosa a temperature estreme.

Il team di ricerca ha trovato il conduttore estensibile promettente per l’uso nella robotica leggera e la capacità di fornire capacità di rilevamento. I percorsi su nanoscala potrebbero essere adatti per adattarsi a grandi problemi di deformazione, insieme all’esposizione diretta agli elementi esterni.

“Beneficiando dei progetti razionali, questo materiale non solo supera i limiti incontrati negli attuali conduttori elettronici e ionici, con una buona trasparenza, ultra-estensibilità, alto modulo, riconfigurazione delle reti elastiche, ecc., Ma migliora anche notevolmente la stabilità in ambienti dinamici “, hanno concluso i ricercatori.

“Riteniamo che il lavoro attuale affronti una sfida di lunga durata nel campo dei conduttori intrinsecamente estensibili, fornisca ispirazione generale per i progetti nanostrutturali e la fabbricazione di dispositivi e potrebbe anche promuovere lo sviluppo di robot intelligenti con i requisiti di intera morbidezza, alta trasparenza, molteplici capacità sensoriali e stabilità ambientale “.

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