Основной проблемой современных электронных материалов остается их хрупкость и отсутствие способности восстанавливаться после повреждений. Инженеры из Технического университета Дании (DTU) подошли к этой задаче с необычной стороны, объединив два высокотехнологичных вещества: графен — сверхпрочный и исключительно проводящий углеродный материал, и прозрачный полимер PEDOT: PSS, который также обладает проводимостью и используется, например, в гибкой электронике и солнечных батареях. Смешав эти два вещества, специалисты смогли превратить обычно мягкое и нестабильное соединение в прочную, эластичную и самовосстанавливающуюся электронную платформу.
По словам ведущего автора работы, доцента кафедры биомедицинской инженерии DTU Алирезы Долатшахи-Пироуза, им удалось создать не просто материал, а мультифункциональную систему, которая объединяет тактильные качества, гибкость, прочность и способность к восстановлению в одной структуре. Инновация может лечь в основу новых технологий, которые будут органично взаимодействовать с человеческим телом и окружающей средой.
Одной из ключевых особенностей нового материала является его способность к «регенерации»: в случае повреждения он за считанные секунды восстанавливает свою структуру, подобно тому, как заживает кожа после царапины. Кроме того, он может растягиваться с увеличением поверхности в шесть раз от первоначальной площади и потом возвращаться к изначальной форме без потери свойств. Это особенно важно для использования в носимых устройствах и мягких роботах, покрытие которых подвергается постоянным изгибам и деформациям.
Материал также способен регулировать тепло и отслеживать физиологические параметры — давление, температуру и уровень pH. Это делает его перспективным для медицинских систем мониторинга, которые следят за жизненно важными показателями и адаптирующихся к изменениям в теле пациента. Также из нового материала можно будет делать умные бинты, которые отслеживают процесс заживления ран, устройства для непрерывного мониторинга температуры и сердечного ритма, а также более удобные и функциональные протезы.
Авторы разработки подчеркивают, что уникальные свойства могут проложить для инновационного материала дорогу даже в космос — например, в составе «умных» скафандров. Но основное применение, по их мнению, все же будет найдено в повседневной медицине и уходе за пациентами. Сейчас команда DTU продолжает работу над масштабированием технологии и поиском способов внедрения материала в реальные коммерческие и клинические продукты.
Ранее ученые создали из графена 2D-гибридный материал для электроники будущего.
