Исследователи из Университета Северной Каролины (США) разработали новый метод создания эластичных проводников на основе углеродных нанотрубок. Учёные надеются, что их технология позволит производить этот материал в количестве, необходимом для нового поколения эластичной электроники.
Изогнутые нанотрубки напоминают волны на гладкой поверхности. (Здесь и ниже фото Dr. Yong Zhu / North Carolina State University.)
Очевидное преимущество продуктов на основе эластичных проводников — их способность принимать практически любую желаемую форму. Это вполне может найти применение в медицинских имплантатах, в интегрированных в одежду цифровых гаджетах, а также в сенсорах, способных буквально опоясывать беспилотные летательные аппараты.
Первым шагом в развитии этого типа электроники как раз являются проводники, могущие с лёгкостью принимать нужную форму, сохраняя при этом свою проводимость.
Углеродные нанотрубки были выбраны в качестве основы эластичного проводника не просто так. Они прочны, стабильны, являются отличными проводниками и легко могут быть оформлены в виде параллельных нитей. Чтобы сделать проводящий материал более эластичным, можно намеренно выгибать его в форме волны. Новый процесс, разработанный в Университете Северной Каролины, начинается с нанесения углеродных нанотрубок в виде набора нитей на плоскую эластичную подложку методом офсетной печати. Затем подложка растягивается, что приводит к разделению закреплённых на ней нитей углеродных трубок при сохранении их параллельности.
Синими линиями показаны углеродные нанотрубки, а фоном служит эластичная подложка. Её растяжение (см. середину иллюстрации) приводит к разделению прежде соприкасавшихся нитей углеродных полимеров. А «отпуск» вызывает образование «параллельных волн».
Неожиданным же стало то, что при «отпуске» подложки нанотрубки не возвращаются в исходное положение, а собираются параллельно распространяющимися волнами. В итоге учёные получают эластичные углеродные нанонити, сохраняющие свою проводимость.
По мнению авторов работы, неоспоримым преимуществом их метода является его высокая эффективность при промышленном производстве эластичных проводников, а также совместимость с уже существующими техпроцессами.
По материалам: Университета Северной Каролины