Los materiales electrónicos han sido un obstáculo importante para el avance de la electrónica flexible porque los materiales existentes no funcionan bien después de romperse y curarse. Sin embargo, un nuevo material electrónico creado por un equipo internacional puede sanar todas sus funciones automáticamente incluso después de romper múltiplesveces. Este material podría mejorar la durabilidad de la electrónica portátil.
"La electrónica usable y flexible está sujeta a deformación mecánica con el tiempo, lo que podría destruirla o romperla", dijo Qing Wang, profesor de ciencia e ingeniería de materiales, Penn State. "Queríamos encontrar un material electrónico que se reparara a sí mismo".restaurar toda su funcionalidad y hacerlo después de varios descansos "
Los materiales autocurables son aquellos que, después de resistir la deformación física, como ser cortados por la mitad, se reparan naturalmente con poca o ninguna influencia externa.
En el pasado, los investigadores han sido capaces de crear materiales auto-curables que pueden restaurar una función después de la ruptura, pero restaurar un conjunto de funciones es fundamental para crear dispositivos electrónicos efectivos. Por ejemplo, si un material dieléctrico retiene su resistividad eléctrica despuésautorreparable pero no su conductividad térmica, que podría poner a la electrónica en riesgo de sobrecalentamiento.
El material que crearon Wang y su equipo restaura todas las propiedades necesarias para su uso como dieléctrico en electrónica ponible: resistencia mecánica, resistencia a la rotura para proteger contra sobretensiones, resistividad eléctrica, conductividad térmica y propiedades dieléctricas o aislantes. Publicaron susresultados en línea en Materiales funcionales avanzados .
La mayoría de los materiales auto-curables son blandos o "similares a goma", dijo Wang, pero el material que él y sus colegas crearon es muy difícil en comparación. Su equipo agregó nanohojas de nitruro de boro a un material base de polímero plástico. Como el grafeno,Las nanohojas de nitruro de boro son bidimensionales, pero en lugar de conducir electricidad como el grafeno, resisten y aíslan contra él.
"La mayoría de las investigaciones sobre materiales electrónicos auto-curables se han centrado en la conductividad eléctrica, pero se han pasado por alto los dieléctricos", dijo Wang. "Necesitamos elementos conductores en los circuitos, pero también necesitamos aislamiento y protección para la microelectrónica".
El material puede autocurarse porque las nanohojas de nitruro de boro se conectan entre sí con grupos de enlace de hidrógeno funcionalizados en su superficie. Cuando dos piezas se colocan muy cerca, la atracción electrostática que ocurre naturalmente entre ambos elementos de enlace los une.Cuando se restablece el enlace de hidrógeno, las dos piezas se "curan". Dependiendo del porcentaje de nanohojas de nitruro de boro agregadas al polímero, esta autocuración puede requerir calor o presión adicionales, pero algunas formas del nuevo material pueden autocurarsea temperatura ambiente cuando se colocan uno al lado del otro.
A diferencia de otros materiales curables que usan enlaces de hidrógeno, las nanohojas de nitruro de boro son impermeables a la humedad. Esto significa que los dispositivos que usan este material dieléctrico pueden funcionar eficazmente en contextos de alta humedad, como en una ducha o en una playa ". Esta es la primera vezque se ha creado un material autocurable que puede restaurar múltiples propiedades en múltiples descansos, y vemos que esto es útil en muchas aplicaciones ", dijo Wang.
Lixin Xing, Penn State y Harbin Institute of Technology; Qi Li, Guangzu Zhang, Xiaoshan Zhang y Feihua Liu, todos en Penn State; y Li Liuand Yudong Huang, Harbin Institute of Technology, colaboraron en esta investigación.
El Consejo de Becas de China apoyó esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Liam Jackson. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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