Застосування наночастинок із золота дозволить створити дійсно гнучку і еластичну електроніку
Для того, щоб виготовити дійсно гнучку і еластичну електроніку потрібно щось, що буде забезпечувати електричну провідність матеріалу при його деформації або розтягуванні. Звичайні металеві провідники абсолютно не підходять для цього, вони рвуться і ламаються при досить сильних впливах. У пошуках вирішення цієї проблеми дослідники перепробували безліч технологій, провідники, сформовані у вигляді спіралей з вуглецевих нанотрубок, провідники з рідких металів, що зв'язують жорсткі "острова" електронних компонентів. Але, на жаль, жоден з цих методів не забезпечує належного рівня гнучкості та еластичності.
Нещодавно група дослідників з Мічиганського університету розробила ще один з варіантів вирішення вищезазначеної проблеми. Цим рішенням стали крихітні золоті частинки, включені у великій кількості в основу з еластичного поліуретану, який може згинатися і розтягуватися. Винахід таких гнучких провідників електричного струму в кінцевому рахунку може привести до появи перших дійсно гнучких електронних пристроїв, таких як електронні книги і планшетні комп'ютери, які можна буде складати в кілька разів подібно аркушу паперу.
Для створення еластичних провідників електричного струму група вчених, очолювана професором Ніколасом Котовим (Nicholas Kotov), використовувала золоті наночастинки, розмірами всього в 13 нанометрів. Порошок з цих наночастинок був рівномірно розподілений між двома шарами поліуретану, а самі частинки були розподілені в абсолютно випадковому порядку. Слід очікувати, що при такому розподілі наночастинок, після розтягування матеріалу вони залишаться на своєму місці, а відстань між ними збільшиться.
Але в реальності цього не сталося. Коли дослідники почали розтягувати поліуретан, золоті наночастинки, затиснуті між шарами матеріалу, почали переміщатися, формуючи довгі замкнуті ланцюги, здатні проводити електричний струм точно також, як і цілісний металевий провідник. Матеріал зберігав свої струмопровідні властивості навіть будучи розтягнутим у шість разів по відношенню до попередніх розмірів. Після того, як зусилля, що прикладається до матеріалу, було знято і він повернувся до свого початкового вигляду, наночастинки повернулися на свої колишні місця, зберігаючи хаотичний розподіл у просторі.
Подробиці про даних дослідженнях і отримані дослідниками результати були опубліковані у випуску від 18 липня онлайн-варіанту журналу Nature.