Các nhà khoa học đã chế tạo mạch điện dẻo, khi cắt chúng thành 02 mảnh chúng có thể tự sửa chữa và khôi phục lại hoàn toàn hình dáng ban đầu của nó. Các mạch điện được làm bằng một loại gel mới có nhiều đặc điểm tối ưu như: dẫn điện cao, linh hoạt, tự sửa chữa ở nhiệt độ phòng. Các gel này có khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực như thiết bị điện tử, robot, da nhân tạo, phục hình sinh học, các thiết bị lưu trữ năng lượng.
Nhóm các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Guihuaya, trợ lý giáo sư tại Đại học Texas tại Uustin đã xuất bản bài báo về vật liệu gel tự chữa lành trong số ra gần đây của Tạp chí Nano Letters.
Gel mới này được hình thành từ 2 gel: gel siêu phân tử hay supergel được kết hợp vào 1 hydrogel polymer dẫn điện. Phương pháp này cho phép kết hợp các tính năng hóa học và vật lý của mỗi thành phần.
Các supergel cung cấp khả năng tự phục hồi do tính chất hóa học siêu phân tử của nó. Trong khi đó, các hydrogel polymer dẫn điện góp phần vào sự dẫn điện do mạng 3D trong cấu trúc nano của nó thúc đẩy sự chuyển dịch electron.
Trong thí nghiệm của mình, các nhà nghiên cứu chế tạo màng mỏng từ gel hybrid trên chất nền nhựa linh hoạt để kiểm tra tính dẫn điện của chúng. Các thí nghiêm cho thấy độ dẫn điện là một trong những giá trị cao nhất của gel hybidvà được duy trì do đặc tính tự phục hồi ngay cả sau khi uốn-duỗi nhiều lần. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng, khi một mạch điện làm bằng các hybrid gel này được cắt, nó mất khoảng 1 phút để các mạch tự chữa lành và phục hồi tính dẫn ban đầu của nó. Các gel vẫn tự lành, thậm chí là sau khi cắt nhiều lần trong cùng một vị trí.
Các gel dẫn điện tự phục hồi có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực của công ngiệp như: vật liệu điện tử linh hoạt, da nhân tạo, lưu trữ năng lượng và các thiết bị chuyển đổi, các thiết bị y sinh. Ví dụ, các gel có thể có nhiều khả năng được sử dụng trong cảm biến sinh học như các điện cực linh hoạt có khả năng tự phục hồi từ đó đảm bảo độ bền của các thiết bị này. Trong các thiết bị năng lượng gel hoạt động như chất kết dính các điện cực pin lion mật độ cao, nơi điện cực công suất lớn có thể gây thay đổi âm lượng.
Các nhà nghiên cứu cũng hy vòng rằng, bằng cách kết hợp hóa học siêu phân tử và công nghệ nano polymer, gel lai tạo mới có thể cung cấp một giải pháp hữu ích cho việc thiết kế vật liệu tự sửa chữa mới.
Nguồn: phys.org
Nguyễn Tấn Minh dịch
phys.org
Đăng ngày: 31/08/2015