Törhetetlen és ötszörösen nyújtható üveggél írja át a hajlítható elektronika szabályait

Az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatói olyan új anyagot fejlesztettek ki, ami egyszerre kemény és rugalmas. A lényegében új anyagosztály több mint 50 százalékban folyadékot tartalmaz, ezért igazi áttörést jelenthet a hajlítható elektronika és a hordható eszközök világában. A gyártási folyamata ráadásul egyszerű, így „bármilyen formában megköthető vagy akár 3D-nyomtatással is előállítható” – állítja Michael Dickey, a Nature-ben megjelent vonatkozó tanulmány vezető szerzője.

A hagyományos gélek és üveges polimerek eddig teljesen különböző, egymással házasíthatatlan anyagként voltak ismertek. A gélek sok folyadékot tartalmaznak, az üvegszerű polimerek viszont merevebbek és törhetnek. Az üveggélek ennek a két anyagcsoportnak az előnyeit egyesítik: hihetetlenül erősek és kemények, közben eredeti hosszúságuk akár ötszörösére is szakadásmentesen kinyújtható, hő hatására visszanyerik eredeti formájukat, és elég nagy tapadással is rendelkeznek.

Az anyag titka az összetevők különleges kombinációjában rejlik. A tudósok az üveges polimerek „folyékony prekurzorait” kombinálták ionos oldószerrel. Ezt a keveréket aztán formába öntötték, UV-fénnyel keményítették, majd eltávolították a formát, ezzel létrehozva a polírozott üveggélt. Az anyag tesztelése során a kutatók az üveggélek egy figyelemre méltó tulajdonságát is bemutatták: az 50-60 százalékos folyadéktartalom ellenére ellenállnak a kiszáradásnak.

„Az anyagban az oldószer széttolja a polimer molekulaláncait, lehetővé téve a géltől elvárható nyújtást. Az oldószerben lévő ionok azonban erősen vonzódnak a polimerhez, így megakadályozzák a polimerláncok mozgását. Ez a mozgásképtelenség adja az üveges jelleget. A végeredmény az, hogy az anyag a vonzóerők miatt kemény, ám a plusz térfogat miatt mégis nyújtható” – magyarázta Dickey.

Az eljárással kapott üveggélek vagy üvegzselék folyadékkomponense oldott sókat vagy más ionos vegyületeket tartalmazhat, így a bennük lévő ionok áramvezető részecskékként működnek. A vezetőképességük miatt – a műanyagokkal ellentétben – ideálisak új típusú hajlítható elektronikai eszközök gyártásához.

Gábor János, Okosipar.hu