ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Кадры

Фотогалерея

Новости

Ученые соединили серебро и гидрогель для создания мягкой биоэлектроники / 17.03.2021

 

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.

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.

 «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, - пишет hightech.fm.


Другие новости по теме:
06.12.21 - Запасы кислорода на Земле пополняют не только растения, но и камни
30.11.21 - Термоядерный реактор KSTAR установил рекорд: он удержал плазму дольше, чем когда-либо
18.11.21 - Исследование: контроль за размером клеток может предотвратить возрастные заболевания
14.11.21 - Ученые нашли новый универсальный способ борьбы с воспалением
11.11.21 - Сверхмощный томограф сканирует органы на клеточном уровне
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Новый гидрогель выдерживает вес слона. Из него сделают роботов и искусственные хрящи

  Ученые из Кембриджского университета разработали новый тип гидрогеля, способного выдерживать колоссальные нагрузки. По словам авторов, у нового гидрогеля есть уникальная внутренняя структур

47
2

Мужчине пересадили глаз, напечатанный на 3D-принтере. Это произошло впервые в истории

  По данным офтальмологической клиники «Мурфилдс», Стив Верзе стал первым человеком в мире, для которого на 3D-принтере напечатали глаз. Житель Великобритании стал первым пациенто

45
3

Новая летающая машина похожа на огромный дрон и летает со скоростью 90 км/ч

  Французская автомобилестроительная Renault переосмыслила концепцию летающего автомобиля. Он похож на квардокоптер. Компания Renault объединилась с дизайнерской фирмой TheArsenale из Майами,

42
4

Ученые вдохновились паутиной и создали один из самых точных в мире датчиков

  Команда исследователей из TU Delft разработала один из самых точных в мире датчиков микрочипов. Авторы новой работы объединили нанотехнологии и машинное обучение, вдохновились паутиной и со

38
5

НАСА показало, как самолет-супергуппи готовится к миссии на Луну

  Транспортный самолет НАСА Super Guppy прибыл в Калифорнию, США. Он доставил детали для будущей миссии на Луну. Негабаритный грузовой самолет перемещал части огромной ракеты НАСА Saturn V в

37

Анонсы событий