Подписка 2019
Зарегистрированных посетителей: 9844

Лазер превратил бумагу в проводящий композит для электроники

11 июля

Исследователи из США и Китая научились создавать с помощью лазера простые электронные устройства из бумаги. Бумага пропитывается «чернилами» из желатина и хлорида молибдена, после чего лазерный луч превращает нужные области бумаги в проводящие композитные структуры из карбида молибдена и графена. Технология позволила создать несколько устройств-прототипов, в том числе ионистор и пьезоэлектретный генератор для превращения механической энергии в электрическую, рассказывают исследователи в журнале Advanced Materials.

Обычно гибкие электронные устройства создают на основе полимеров, но некоторые ученые, работающие в этой области, используют более дешевый и биоразлагаемый материал — бумагу. Однако часто низкая стоимость бумаги нивелируется тем, что при создании на ее базе проводящего композита используются дорогие материалы, такие как серебро и золото, и сложные методы производства, требующие дорогого оборудования.

Исследователи под руководством Ливэя Линя (Liwei Lin) из Калифорнийского университета в Беркли и Шеньчжэньского университета Синьхуа-Беркли разработали простой и дешевый метод, позволяющий превратить бумагу в проводящий композит для использования в электронных устройствах. Для начала создается гидрогель, состоящий из желатина и хлорида молибдена, который затем напыляется на бумагу. После этого бумагу высушивают и она превращается в заготовку, на которой можно создавать электропроводные дорожки для электрических схем или другие элементы.

Для того, чтобы создать на такой заготовке электропроводные участки, бумага обрабатывается инфракрасным лазерным лучом. Ученые создали множество образцов при разной мощности и продолжительности лазерных импульсов и изучили их микроструктуру. Они выяснили, что в результате обработки пропитанная гидрогелем бумага превращается в карбид молибдена и графен. По-видимому, карбид образуется из-за высокотемпературной карбонизации ионов молибдена и желатина, а графен — из-за воздействия лазерного луча на волокна бумаги и желатин, отмечают авторы работы. При этом без желатина при обработке лазерным лучом той же мощности графен не образуется. Исследователи использовали несколько типов бумаги и выяснили, что офисная бумага дает оптимальный набор свойств — высокую механическую прочность и относительно низкое сопротивление.

После изучения свойств и подбора оптимальных параметров лазерной обработки и концентрации компонентов гидрогеля, ученые создали на основе бумажных композитов несколько простых электронных устройств. Например, они создали бумажный сенсор водяного пара и метанола, который меняет свое сопротивление при адсорбции молекул этих веществ. Кроме того, авторы создали пьезоэлектретный генератор, состоящий из слоев бумаги с проводящими областями, разделенных слоями полимера. Полимер в этой конструкции выступает в качестве электретного слоя, сохраняющего заряд.

При сжатии слоев бумаги генератор преобразует механическую энергию в электрический ток. Тесты показали, что бумажный генератор может создавать напряжение 150 вольт, а в режиме закрытого контура создавать ток величиной 11 микроампер. Кроме того, исследователи создали прототип ионистора, использующий пористое строение карбидно-графенового композита с большой удельной площадью поверхности для накопления заряда.

В прошлом году ученые из Кореи и США также создали ионистор на основе бумаги, но использовали для этого другой метод. Они наносили на каждое целлюлозное волокно чередующиеся слои проводящих и диэлектрических частиц, разделенных поверхностно-активным веществом.

Источник новости: nplus1.ru






Для того, чтобы добавить новость,
вам необходимо или зарегистрироваться


Статьи журнала "Полимерные материалы"

Технология биаксиальной ориентации пленок методом раздуваТехнология биаксиальной ориентации пленок методом раздува
Процессы, происходящие при ориентации полимерных пленок, явно недостаточно описаны в литературе;...
Эффективная подготовка материала для литья под давлениемЭффективная подготовка материала для литья под давлением
Литье под давлением высокоточных изделий является важной составной частью коммерческой деятельност...
«Покрасьте стены в белый цвет…»«Покрасьте стены в белый цвет…»
Чтобы добиться успеха в бизнесе, один японский консультант порекомендовал своему клиенту из России...
«Щелевая» пропитка под давлением для сокращения времени цикла производства изделий из композитов«Щелевая» пропитка под давлением для сокращения времени цикла производства изделий из композитов
Введение Полимерные композиционные материалы на основе непрерывных волокон (ВПКМ) в высокой степе...
Все статьи

Журнал

В следующем номере

    Тема номера: Тема номера: ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
  • Fakuma-2018: краткие итоги
  • Новые горячеканальные системы и удаленная сервисная поддержка
  • Новые и проверенные решения для задач литья под давлением
  • Точность, мощность, производительность
  • Новые фильтровальные комплекты и экструзионные головки
  • Читать полностью

Популярные запросы

Упаковка из пенополиэтилена
Обзор рынка
Полимерный лист
Металлополимеры
Производства пластиковых труб
Ударопрочный полистирол
Модификатор ударопрочности
Полиэтилен высокого давления
Полистирол псв
Экструдер пластмасс

Контакты

Адрес редакции:
105066, Москва, Токмаков пер., д. 16, стр. 2

Редакция:
+7 (499) 267-40-10
E-mail: victor-gonchar@mail.ru

Отдел подписки:
Прямая линия: 8 (800) 200-11-12
бесплатный звонок из любого региона России
E-mail: podpiska@vedomost.ru

Отдел рекламы:
Прямая линия:
+7 (499) 267-40-10, +7 (499) 267-40-15
E-mail: reklama@vedomost.ru

Вопросы работы портала:
E-mail: support@polymerbranch.com

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100
Логин или E-mail
Пароль (Забыли пароль?)
Запомнить
Если Вы ещё не зарегистрированы в системе, Вам необходимо зарегистрироваться
Введите E-mail:
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.

В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.

Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты. Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».

Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.

Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.

Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.

Принимаю условия соглашения
Thu, 15 Nov 2018 05:30:21