Elastyczna dioda z nanokompozytu

Opracowano kompozytowy materiał, zawierający między innymi nanorurki węglowe, z którego udało się wytworzyć pierwszy w pełni elastyczny element elektroniczny – świecącą diodę. Nowa technologia może przyczynić się do szybszego rozwoju elastycznych układów elektronicznych zintegrowanych, np. z odzieżą użytkową – donosi „Materials Today”.  

Choć coraz częściej można usłyszeć o gadżetach elektronicznych wyposażonych w elastyczne podzespoły elektroniczne, np. wyświetlacze, to jednak tego typu urządzenia mają dużo ograniczeń mechanicznych – ich elastyczne elementy można albo tylko rozciągać, lub jedynie zginać.

Jak dotąd nikomu nie udało się opracować materiału, z którego można byłoby produkować w pełni funkcjonalne urządzenia elektroniczne poddające się silnej fizycznej manipulacji we wszystkich trzech wymiarach.

Otóż, dzięki badaniom naukowców z UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science (USA), dzień w którym każdy elektroniczny gadżet będzie mógł pełnić rolę przysłowiowego „misia dla nerwusów” staje się coraz bardziej realny!

Naukowcy opracowali nowy kompozytowy materiał na bazie nanorurek węglowych, który nie tylko doskonale przewodzi prąd elektryczny, jest całkowicie przezroczysty, ale przede wszystkim odwracalnie poddaje się odkształceniom we wszystkich trzech wymiarach. Co więcej, naukowcy nie poprzestali jedynie na opracowaniu nanokompozytu… badacze zbudowali z niego pierwszą, całkowicie elastyczną świecącą diodę.

Warto wspomnieć, że nanorurki węglowe, to jeden z najbardziej znanych nanotechnologicznych materiałów XX wieku, którego poszczególne elementy przypominają cienkie na kilkanaście-kilkadziesiąt nanometrów, puste w środku rury, utworzone z atomów węgla. Nanometr, to miliardowa część metra.

Dzięki zatopieniu nanorurek węglowych w polimerową matrycę, udało się stworzyć świecącą diodę, o doskonałych parametrach elektrycznych, której bazowy materiał jest nie tylko wytrzymały, ale i całkowicie transparentny. Co więcej, diodę tę można odkształcać praktycznie w dowolny sposób.

W testach, naukowcy dowiedli, że elastyczną diodę można bezkarnie rozciągać i ściskach, odpowiednio o 45 i 50 procent wyjściowej długości! Wartości te stanowią swego rodzaju rekord świata.

Choć na dzień dzisiejszy trudno podać datę, kiedy w pełni elastyczna elektronika trafi pod przysłowiowe strzechy, naukowcy mają nadzieję, że jak już się to stanie, to nasza rzeczywistość będzie nie do poznania. Potencjalnie z tego typu materiałów będzie można produkować np. odzież użytkową, w której będą zainstalowane zintegrowane, elastyczne układy scalone komputera, czy zaawansowanego technologicznie telefonu komórkowego. 

PAP – Nauka w Polsce