Elastik İletkenlerin Gerilme Limitleri

Yeni geliştirilen basılabilir elastik iletken, Japon bir bilim adamlarından oluşan ekibe göre,
orijinal uzunluğunun beş katına kadar uzatılsa bile yüksek iletkenliği koruyor. Yapışkan
mürekkep formunda üretilen yeni malzeme, sensörleri içeren giyilebilir cihazlar için
gerilebilir kablolama oluşturmak üzere tekstil ve kauçuk yüzeylerde çeşitli desenler
kullanılarak basılabilir ve aynı zamanda insan cildi benzeri işlevlere sahip robotlar temin
edilebilir. Bilim adamları, çalışmalarını Doğa Materyallerindeki bir bildiride rapor
etmektedirler.
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
Kişinin sağlığını veya kalp atış hızı veya kas aktivitesi gibi fiziksel performansı izleyebilen,
giyilebilir cihazlar şu anda piyasada bazı ürünlerle geliştirilmektedir. Dahası, üretim
yanında, sağlık hizmetleri ve perakende gibi alanlarda robotların ortaya çıkması, germe
esnasında yüksek zorlamaya dayanabilen hassas, esnek bir iletken malzeme için daha fazla
uygulamaya yönlendirilmelidir. Takao Someya, Tokyo’daki Mühendislik Fakültesi’ndeki
mevcut çalışmayı denetleyen “Giyilebilir cihazlar ve robotlar için artan talebi gördük” diyor.
“İhtiyacı karşılamak ve ürünlerin gelişimini gerçekleştirmek için yazdırılabilir elastik
iletkenler oluşturmak çok önemli olduğunu düşündük.”
Yüksek derecede gerilebilirlik ve iletkenlik elde etmek için araştırmacılar, elastik iletkeni
üretmek için dört bileşeni karıştırdı. Bu bileşenler: mikrometre ebatlı gümüş pullar, florür
kauçuğu, sıvı yüzey gerilimini azaltabilen bir flüorür sürfaktanı ve florür kauçuğunu çözmek
için organik bir çözücüdür. Elde edilen elastik iletken, 2015’ten önce geliştirilmiş biçimden
daha iyi performans gösterdi.
Gerilmeden yeni iletkenlerin baskılı izleri santimetre (S / cm) başına 4972 hekzenlik bir
yüksek elektrik iletkenliği gösterdi. % 200 veya orijinal uzunluğunun üç katı kadar
uzatıldığında iletken, önceki iletken ile ölçülenin yaklaşık altı katı kadar (192 S / cm) 1070 S
/ cm ölçülmüş bir iletkenlik göstermeye devam eder. Yeni iletken,% 400 oranında uzatılsın
veya orijinalinin beş katına kadar gerilediğinde bile, bu gerilme miktarı için kaydedilen en
yüksek seviyedeki 935 S / cm’lik iletkenliği gösterdi.
Taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve bir transmisyon elektron mikroskopu (TEM) ile
yapılan araştırmalar, iletkenlerin yüksek performansının, iletken kompozit macunun
basılması ve ısıtılmasından sonra gümüş nanopartiküllerin kendiliğinden birleşmesinden
kaynaklandığını gösterdi. Bu nanopartiküller, gümüş pulların binde biridir ve florin
kauçuğundaki gevrekler arasında düzgün bir şekilde dağılmıştır. Someya, “Gümüş
nanopartiküllerin oluşmasını beklemiyorduk” dedi.
Ayrıca, bilim adamları, flüorin kauçuğunun moleküler ağırlığı gibi değişkenleri ayarlayarak,
nano parçacıkların dağılımını ve populasyonunu kontrol edebildiklerini, yüzey aktif
maddenin varlığı ve ısıtma derecesinin oluşumunu hızlandırdığını ve boyutlarını etkilediğini
buldu.
Bu iletkenin bir testi olarak, bilim adamları tekstil üzerine gerilebilir basınç ve sıcaklık
sensörleri basmak için kullandılar. Yüzeylere ısı ve basınç ile kolaylıkla lamine edilebilen bu
sensörler,% 250 gerilince bile hassas ölçümler kaydedebilirler. Bu insan kapasitelerini
aşmak ve böylece daha yüksek gerilmeye dayanmak için tasarlanmış örneğin dirseklere ve
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
dizlere geçirimli spor kıyafeti ya da robotik kollar üzerinde tasarlanmış eklemler gibi yüksek
stres ve rahat alanlara uyum sağlamak için yeterli bir gerilmedir.
Dayanıklı ve yüksek kapasiteli baskı için uygun olan yeni malzeme, şablon veya ekran
baskısı gibi geniş bir alanı kaplar ve kolay kurulum sunmalıdır. Giyilebilir, robotik ve
deforme olabilen elektronik cihazlar için geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılabilir.
Someya ve ekibi artık flor olmayan kauçuklar ve çeşitli malzeme ve işlem kombinasyonları
gibi başka polimerleri aramaktadır.
Bu metin, Materials Today tarafından yapılan editör değişiklikleri ile Tokyo
Üniversitesi’nden alınan materyalden uyarlanmıştır. Bu yazıda dile getirilen görüşler
Elsevier’in görüşlerini yansıtmamaktadır.
Kaynak : materialstoday.com
Yorumlar
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.