Ультратонкие и эластичные электроды необходимы для гибких электронных компонентов. Когда дело доходит до медицинских имплантатов, проблема заключается в выборе материалов, которые должны быть биосовместимыми. Силиконы были особенно многообещающими для применения в человеческом теле, потому что они напоминали окружающие человеческие ткани по эластичности и упругости.
Золото также обладает отличной электропроводностью, но слабо связывается с силиконом, что приводит к нестабильным структурам.Молекулярный проводящий клейМеждисциплинарная исследовательская группа Центра биоматериалов и химического факультета Базельского университета разработала процедуру, которая позволяет связывать отдельные атомы золота с концами полимерных цепей. Эта процедура позволяет формировать стабильные и однородные двумерные пленки золота на силиконовых мембранах.
Таким образом, впервые могут быть созданы ультратонкие проводящие слои на силиконовой резине.Новый подход: во-первых, термическое испарение органических молекул и атомов золота в условиях высокого вакуума позволяет получать ультратонкие слои.
Во-вторых, их образование из отдельных островков в сплошную пленку можно контролировать с атомарной точностью с помощью эллипсометрии. С помощью масок изготовленные сэндвич-конструкции могут преобразовывать электрическую энергию в механическую работу, подобную человеческим мышцам.Силиконовая резина под напряжением
Эти диэлектрические искусственные мышцы могут одновременно служить датчиками давления и в будущем могут даже использоваться для сбора электрической энергии от движения тела. Для этого силиконовые мембраны зажаты между электродами.
Затем относительно мягкий силикон деформируется под действием приложенного напряжения.До сих пор силиконовые мембраны имели толщину в несколько микрометров и требовали высокого напряжения для достижения желаемой деформации. Эти новые силиконовые мембраны нанометровой толщины с ультратонкими золотыми электродами позволяют работать от обычных батарей.
Чтобы вывести такой продукт на рынок, необходимо резко снизить производственные затраты. Однако д-р Тино Топпер, первый автор исследования, настроен оптимистично: «Совершенный экспериментальный контроль в процессе изготовления сэндвич-структур нанометровой толщины является прочной основой для долгосрочной стабильности — ключевой предпосылки для медицинских приложений. "