Bahan konduktif elektrik, penyembuhan diri

Sekumpulan saintis dari University of Texas di Austin, Amerika Syarikat, di bawah pimpinan Yu Guihua, mencipta litar elektrik yang fleksibel berdasarkan gel khas, yang, jika dipotong menjadi dua, sepenuhnya penyembuhan diri dan menyambung kekonduksian elektrik asalnya.

Gel baru mempunyai gabungan sifat yang tidak pernah dijumpai bersama, ia adalah fleksibiliti, kekonduksian elektrik yang tinggi, dan keupayaan untuk membaiki diri pada suhu bilik. Penyelesaian ini membuka pelbagai aplikasi yang mungkin: elektronik fleksibel, robotik, bateri elektrik, dan juga kulit buatan lembut dan prostesis biomimetik.

Properties of gel baru disediakan oleh dua gel bahan seperti bahan: gel supramolekul (atau "supergel"), dan matriks hydrogel polimer konduktif ke mana gel supramolekul diperkenalkan. Oleh itu, ciri-ciri fizikal dan kimia bagi setiap komponen digabungkan.

Dikemukakan supergel memberikan keupayaan untuk penyembuhan diri, terima kasih kepada struktur kimia supramolekulnya, keunikannya ialah unsur-unsur konstituen struktur bukan molekul individu, tetapi sebatian molekul yang besar.

Substruktural yang besar ini disatukan oleh pasukan yang jauh lebih kecil daripada molekul individu, jadi interaksi mereka, seperti pemisahan, mudah diterbalikkan. Ternyata "gam dinamik", mampu menyatukan dirinya semasa pemisahan.

Sementara itu, hydrogel konduktif, disebabkan struktur tiga dimensi, memberikan kekonduksian. Struktur tiga dimensi memudahkan pengangkutan elektron. Di samping itu, hidrogel, seperti tulang belakang, meningkatkan kekuatan dan keanjalan gel komposit. Apabila supergel dimasukkan ke dalam matriks hidrogel, ia mengalir di sekitar hydrogel sedemikian rupa sehingga membentuk rangkaian kedua, meningkatkan lagi integriti gel hibrid.

Para saintis menjalankan eksperimen mereka untuk memeriksa sifat-sifat elektrik pada filem nipis gel hibrid yang didepositkan pada substrat plastik yang fleksibel. Kajian telah menunjukkan bahawa kekonduksian gel baru adalah salah satu yang paling tinggi di kalangan gel konduktif, dan tetap demikian kerana keupayaan gel untuk membaiki diri walaupun selepas mengulangi lenturan dan regangan.

Para saintis telah menunjukkan bahawa jika litar elektrik yang dibuat daripada gel hibrid dipotong, maka dalam satu minit ia akan pulih sendiri, dan kekonduksian elektrik akan sama seperti sebelum pemotongan. Ini berlaku walaupun selepas pemotongan berulang di tempat yang sama.

Menurut para penyelidik, gel hibrid yang mereka ciptakan akan mendapati banyak aplikasi, sehingga biosensor yang dapat dipasang, di mana elektrod penyembuhan diri hanya diperlukan untuk memastikan ketahanan peranti. Gel ini mudah digunakan untuk menguatkan elektrod. bateri ion litium kapasiti tinggi.

Para pemaju gel konduktif baru yakin bahawa pendekatan mereka untuk menggabungkan kimia supramolekul dengan polimer nanosains mencipta strategi untuk membangunkan bahan penyembuhan diri yang baru. Mereka merancang untuk menyelidik mekanisme asas penyembuhan diri untuk lebih memahami faktor utama mengenai ion pelbagai logam, geometri molekul, interaksi supramolekul dengan pelbagai pelarut, dan bagaimana ini mempengaruhi ciri-ciri penyembuhan diri. Ini akan menyumbang kepada peningkatan bahan-bahan yang baru dibangunkan.

Ketua kumpulan, Yu.Guihua, menyatakan bahawa usaha khas akan dikhususkan untuk membangunkan strategi berskala besar untuk menghasilkan gel konduktif penyembuhan diri dengan sifat yang lebih baik, seperti kekuatan mekanikal dan keanjalan, supaya penggunaan gel penyembuhan diri konduktif menjadi mungkin di banyak bidang teknologi yang berbeza, termasuk elektronik, tenaga, keselamatan persekitaran dan kesihatan.