Поддающаяся растягиванию, сгибаемая и складная электроника крайне важна для развития появляющихся технологий как адаптивные показы, искусственная кожа и биометрические и носимые устройства. Это представляет собой уникальную проблему балансирования электронной работы и механической гибкости.
Трудность заключается в нахождении материала, который может противостоять огромному количеству деформаций, как протяжение, изгиб и скручивание, все, поддерживая электрическую проводимость. Добавление к проблеме – потребность в этой проводимости, которая будет спроектирована во множество различных поверхностей, таких как ткань, волокно, стекло или пластмасса.Совместная команда от Отдела Арти Макферрина Химического машиностроения и Отдела Материаловедения и Разработки во главе с доктором Джоди Латкенхос, адъюнкт-профессором и держателем Товарищества Способности Уильяма и Рут Нили, решила эту проблему посредством развития нового поверхностно-агностического поддающегося растягиванию, сгибаемого и складного проводящего покрытия, открыв дверь для большого разнообразия гибкой электроники.Двумерные металлические карбиды (MXenes) были выбраны в качестве главного центра исследования, поскольку предыдущее исследование показало им, чтобы иметь как будто металлическую проводимость.
Предыдущее исследование в области MXenes сосредоточилось, прежде всего, на материалах в форме листов. Хотя у этих листов есть желаемая проводимость, они не поддающиеся растягиванию, и их интеграцию в различные поверхности не показали.
Вместо того, чтобы использовать листы MXene, исследовательская группа Техасского университета A&M создала покрытия MXene посредством последовательной адсорбции отрицательно заряженных листов MXene и положительно зарядила полиэлектролиты, используя водный процесс собрания, известный как собрание слоя слоем (LbL). Результаты этого процесса, описанного подробно в последней проблеме Научных Достижений, демонстрируют, что многослойные покрытия MXene, которые могут подвергнуться крупномасштабной механической деформации, поддерживая высокий уровень проводимости. Команда также успешно внесла многослойные покрытия MXene на гибкий лист полимера, поддающиеся растягиванию силиконы, нейлоновое волокно, стекло и кремний.
Это исследование было поддержано Национальным научным фондом.