Materialul elastic, transparent conduce electricitatea

Vizualizați videoclipurile

O piele subțire de Jell-O-like material din gel sărat și bandă cauciucă poate funcționa ca un difuzor complet transparent. Noul dispozitiv poate transporta curent – și este mai elastic și mai transparent decât cele mai bune materiale electronice transparente de astăzi, raportează Christoph Keplinger de la Universitatea Harvard și colegii săi în 30 august. Ştiinţă.

Sandvișul moale ar putea într-o zi să formeze carnea unor roboți moi sau să se îmbine cu țesuturile biologice pentru a face mușchi sau piele artificială. Oamenii ar putea chiar să-l conecteze la iPod-urile lor pentru a crește volumul, lipind membrana transparentă chiar pe ecran.

Designul sandvișului este simplu și elegant, spune Muhammad Alam de la Universitatea Purdue din West Lafayette, Ind. „Materialele pe care le folosesc sunt familiare tuturor”, spune el. „Adevărata inovație a cercetătorilor de la Harvard este modul în care le-au pus împreună”.

DIFUZOR ELASTIC Un difuzor realizat din gel de apă sărată și cauciuc este elastic și transparent. Un disc din material gelatinos tremură, transformând semnalele electrice ale unui computer în muzică. Prin amabilitatea lui Christoph Keplinger și Jeong-Yun Sun, Whitesides and Suo Research Groups, Universitatea Harvard

Electronicele transparente concepute anterior se bazează pe materiale precum fire metalice, nanotuburi de carbon și foi de grafen pentru a conduce electricitatea. În ultimii ani, cercetătorii au folosit trucuri creative pentru a face electronicele mai flexibile (SN: 17/11/12, p.18) dar cu succes limitat. Și chiar și cele mai transparente modele lasă să treacă doar aproximativ 95% din lumină. Pentru dispozitive precum televizorul și ecranele computerelor, acest lucru pur și simplu nu este suficient de transparent, spune inginerul de la Stanford Zhenan Bao.

Așa că Keplinger a venit cu o idee diferită pentru conducerea electricității: echipa sa a folosit bandă de cauciuc prinsă între geluri umflate cu apă sărată. Ionii pozitivi și negativi ai sării transportă curent. „În loc ca electronii să călătorească prin fire metalice, acum aveți ioni care călătoresc prin soluție”, explică Keplinger.

Când echipa aplică o tensiune la sandwich, sarcinile pozitive se aliniază pe o parte a foii de cauciuc și sarcinile negative se aliniază pe cealaltă. Sarcinile opuse se atrag, strângând stratul de cauciuc ca un balon într-o prindere cu menghină. Prin pornirea și oprirea tensiunii, cercetătorii ar putea forța cauciucul să se micșoreze și să se extindă rapid. Și ca un difuzor tradițional, aceste vibrații pot genera sunet.

„Este un mod complet nou de a face lucrurile”, spune Bao. Ea și alți oameni de știință se gândesc deja la modalități de utilizare a materialului.

Sandvișul ar putea ajuta roboții moi să se flexeze în direcții diferite, așa cum o face un braț de caracatiță, spune fizicianul Herbert Shea de la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Lausanne. „Dacă cineva are o mână rănită, ai putea pune această caracatiță falsă deasupra și ar putea face tot felul de mișcări complicate”, spune el.

Iar dacă materialul este plasat în călcâiul unui pantof, poate chiar să poată genera electricitate pe măsură ce o persoană merge, strivindu-l cu fiecare pas, spune cercetătorul în materiale Yang Yang de la Universitatea din California, Los Angeles. „Ar putea fi distractiv.”

Acum, echipa lui Keplinger încearcă să facă gelurile umede mai puțin predispuse la evaporare. Înlocuirea apei cu sare topită le poate împiedica să se usuce.

Gelul transparent și cauciucul formează un difuzor transparent care vibrează audibil, transpunând un semnal electric amplificat în sunet.
Credit: Prin amabilitatea lui Christoph Keplinger și Jeong-Yun Sun, Whitesides and Suo Research Groups, Universitatea Harvard

Un difuzor transparent redă muzică dintr-un videoclip YouTube, atunci când este alimentat cu ieșire audio de la un laptop,
Credit: Prin amabilitatea lui Christoph Keplinger și Jeong-Yun Sun, Whitesides and Suo Research Groups, Universitatea Harvard

Meghan Rosen cap

Despre Meghan Rosen

Meghan Rosen este un scriitor care raportează despre științele vieții pentru Știri Științe. Ea a obținut un doctorat. în biochimie și biologie moleculară, cu accent pe biotehnologie de la Universitatea din California, Davis, și mai târziu a absolvit programul de comunicare științifică la UC Santa Cruz.