luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Ученые соединили серебро и гидрогель для создания мягкой биоэлектроники



Исследователи разработали уникальный композит серебро-гидрогель, который обладает высокой электропроводностью и способен пропускать постоянный ток, сохраняя при этом мягкую податливость и деформируемость. Результаты опубликованы в журнале Nature Electronics.

В области робототехники металлы обладают множеством преимуществ — прочность, долговечность и электропроводность. Но они тяжелые и жесткие, а эти свойства не подходят для создания мягких и гибких систем для носимых компьютеров и человеко-машинных интерфейсов.

С другой стороны, гидрогели легкие, растяжимые и биосовместимые, что делает их отличными материалами для изготовления контактных линз и каркасов тканевой инженерии. Однако они плохо проводят электричество, которое необходимо для цифровых схем и приложений биоэлектроники.

Исследователи из лаборатории Soft Machines университета Карнеги-Меллона создали уникальный композит серебро-гидрогель, который обладает высокой электропроводностью и способен пропускать постоянный ток. При этом он сохраняет податливость и деформируемость.


Мощность, передаваемая через проводящий композит серебра и гидрогеля, приводила в действие мышцу этого мягкого пловца, вдохновленного скатом, из сплава с памятью формы. Предоставлено: Лаборатория мягких машин, Инженерный колледж, университет Карнеги-Меллона.

Команда поместила серебряные хлопья микрометрового размера в полиакриламидно-альгинатную гидрогелевую матрицу. Пройдя через процесс частичной дегидратации, хлопья образовали перколяционные сети. Они обладали электропроводными свойствами и стали устойчивыми к механическим деформациям. Управляя процессом обезвоживания и гидратации, инженеры заставили хлопья слипаться или разламываться, образуя обратимые электрические соединения.

Предыдущие попытки объединить металлы и гидрогели приводили к компромиссу между улучшенной электропроводностью и пониженной податливостью и деформируемостью. Инженеры стремились решить эту проблему, опираясь на свой опыт в разработке растяжимых проводящих эластомеров с жидким металлом.


Другой вид на пловца-ската. Предоставлено: Лаборатория мягких машин, Инженерный колледж, университет Карнеги-Меллона.

«Обладая высокой электропроводностью и высокой эластичностью, этот новый композит может найти множество применений в биоэлектронике и не только, — объяснил Кармель Маджиди, профессор машиностроения и автор исследования. — Например, можно создать наклейку для мозга с датчиками для обработки сигналов, носимое устройство для выработки энергии для силовой электроники и растягиваемые дисплеи».

Композитное серебро-гидрогель можно напечатать стандартными методами, такими как трафаретная литография. Она похожа на трафаретную печать. Исследователи использовали эту технику для разработки кожных электродов для нервно-мышечной электростимуляции. По словам Маджиди, композит может покрывать большую площадь человеческого тела, «как второй слой нервной ткани на коже».

В будущем композит пригодится при лечении мышечных расстройств и двигательных нарушений, например, пациентам с болезнью Паркинсона или после инсульта.

Tags: материал, электроника
Subscribe

Posts from This Journal “электроника” Tag

promo luckyea77 декабрь 30, 15:00 8
Buy for 10 tokens
По этой ссылке (или этой) можно скачать информационную базу для программы "1С:Предприятие". С помощью данной базы можно готовиться и сдавать экзамены по темам: - Электробезопасность - Основы промышленной безопасности А.1 - Специальные требования промышленной безопасности: Б 9.31.…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 4 comments