Гидрогель модифицировали для пользовательской электроники

Российские ученые предложили два новых метода изготовления высокопрозрачных, электропроводящих, растягиваемых гидрогелей, которые модифицированы пленками однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ). Эти материалы можно использовать, например, в носимой электронике. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Materials & Interfaces.

Гидрогель — это мягкий и биосовместимый материал, его используют в таких современных технологиях, как тканевая инженерия, системы доставки лекарств, биомедицина, эластичная электроника, а также биоробототехника. Физиологические и механические свойства гидрогелей идентичны человеческой коже, поэтому данный материал подходит для биоинтеграции электронных устройств. Однако интеграция проводящих электрический ток включений в матрицу гидрогеля все еще остается для ученых большой проблемой.

ОУНТ — уникальный наноматериал, который представляет собой пленку из углеродных нанотрубок со специфическими тепловыми, электронными и механическими свойствами. Исследователи продемонстрировали два способа изготовления структур ОУНТ/гидрогель. Первый основан на сухом переносе ОУНТ с фильтра на подготовленную поверхность гидрогеля. Оказалось, что этот подход можно использовать для создания из структур ОУНТ/гидрогель материала, чувствительного к деформации. Ученые наблюдали, как сопротивление повторно изменялось в течение 5000 циклов растяжения/сжатия.

Для второго подхода гидрогель нужно предварительно — до того как на него «сядет» пленка ОУНТ — растянуть. Полученные таким образом структуры позволяют преодолеть низкую проводимость при высоких деформациях и одновременно обеспечивают высокую прозрачность. Кроме того, этот метод можно использовать, когда требуется стабильная работа электродов во время растяжения без изменения электрических свойств.

«Используя предлагаемый подход, мы реализуем механически прочные, эластичные, биосовместимые, проводящие и прозрачные структуры ОУНТ/гидрогель и демонстрируем их применение в качестве датчиков изгиба суставов и электрокардиографических электродов. Преимущества предлагаемых структур с точки зрения проводимости, эластичности, прозрачности и применимости для создания электронных схем очевидны и обсуждаются в нашей исследовательской работе», — говорит один из авторов, профессор Сколковского института науки и технологий Альберт Насибулин.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.