Novi vodljivi materijal je poput plastelina

Istraživači sa Sveučilišta u Chicagu koji rade s eksperimentalnom klasom novih materijala napravili su pomak koji bi mogao oblikovati novu generaciju elektroničkih uređaja. Kreacija istraživača uspoređuje se s vodljivim Play-Doh "plastelinom" koji se može lako oblikovati, kombinirajući dvije karakteristike na način za koji kažu da prkosi teoretskom objašnjenju.

Materijali koji provode struju poput aluminija, bakra ili drugih metala imaju neke zajedničke stvari. Sastoje se od urednih redova atoma ili molekula raspoređenih u tijesnu konfiguraciju, za koju se smatralo da je ključna za dopuštanje elektronima da slobodno putuju kroz materijal.

Istraživač Jiaze Xie sa Sveučilišta u Chicagu istraživao je druge mogućnosti. Eksperimentirao je s materijalima temeljenim na molekularnim strunama od ugljika i sumpora, prošaranih atomima nikla, i polučio je neke neočekivane rezultate. Na iznenađenje njega i tima, pokazalo se da je materijal vrlo učinkovit vodič električne energije i da je uspio održati svoje performanse u nizu negostoljubivih uvjeta.

"Grijali smo ga, hladili, izlagali zraku i vlazi, pa čak i nakapali kiselinu na njega, i ništa se nije dogodilo", rekao je Xie, koji je sada na Sveučilištu Princeton.

Čini se da su vodljive sposobnosti materijala u sukobu s njegovom neuređenom molekularnom strukturom. Nakon testiranja i simulacija, istraživači vjeruju da je to zbog konfiguracije poput lazanja u kojoj materijal oblikuje slojeve poput listova tjestenine, što omogućuje elektronima da putuju vodoravno i okomito, čak i kada se ti slojevi ne poravnaju.

"Prema svemu, ovo ne bi trebao biti metal", rekao je stariji autor John Anderson. "Ne postoji čvrsta teorija koja bi to objasnila."

Znanstvenici kažu da je novi vodljivi materijal bez presedana na način na koji može biti savitljiv i provoditi elektricitet, a Anderson ga uspoređuje s "vodljivim Play-Dohom - možete ga zgnječiti i on će provoditi struju".

Kemijskim tretmanima znanstvenici su uspjeli izraditi vodiče s organskim materijalima koje je lakše obraditi i koji nude određenu fleksibilnost, ali njihova vodljivost obično opada pod visokim temperaturama ili kada su izloženi vlazi. Uz sposobnost da izdrže te čimbenike, znanstvenici vjeruju da su postavili temelje za novu klasu vodljivih materijala.

"U principu, ovo otvara dizajn cijele nove klase materijala koji provode elektricitet, lako se oblikuju i vrlo su robusni u svakodnevnim uvjetima", rekao je Anderson.

U prilog mu ide činjenica da se materijal može izraditi na sobnoj temperaturi, za razliku od metala ili tipičnih materijala vodiča koji se moraju rastopiti u oblike koji odgovaraju različitim elektroničkim uređajima. Tim se nada da će dodatno proširiti mogućnosti eksperimentiranjem s različitim oblicima i funkcijama.

"Mislimo da ga možemo napraviti u 2D ili 3D, učiniti ga poroznim ili čak uvesti druge funkcije", rekao je Xie.

Istraživanje objavljeno u časopisu Nature možete pronaći na ovoj poveznici.