Naukowcy z Uniwersytetu Drexel w Filadelfii w stanie Pensylwania i Politechniki w Delian w Chinach stworzyli nowy, przewodzący prąd nanomateriał. Jest on na tyle elastyczny, że można go dowolnie deformować, ale jednocześnie niezwykle mocny i wytrzymały. Jak twierdzą twórcy, będzie on mógł być wykorzystywany np. w urządzeniach do magazynowaniu energii czy filtracji wody.
Prawa autorskie: Drexel University
Znalezienie lub stworzenie cienkiego materiału, który byłby przydatny w gromadzeniu i przewodzeniu ładunków elektrycznych, a jednocześnie można byłoby wyginać go w różne kształty jest bardzo trudne. Wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie to bardzo ważne cechy, które trzeba wziąć pod uwagę w przypadku takich materiałów.
Jak mówi Michel Barsoum, najlepiej byłoby, żeby materiał przewodzący np. w elektrodzie w zegarku był możliwie najmniejszy – wszystko po to, żeby zegarek był jak najbardziej poręczny. Jednak jeśli chciałoby się zamienić opaskę na rękę na baterię potrzebny byłby cienki materiał przewodzący, który byłby dość elastyczny, aby dało się go owinąć wokół nadgarstka oraz miał odpowiednią pojemność elektryczną, aby korzystać z urządzenia jak najdłużej bez konieczności ładowania.
Nowy materiał, przewodzący prąd nanokompozyt polimerowy, to ostatnie osiągnięcie naukowców z Uniwersytetu Drexel uzyskane dzięki trwającym nadal badaniom nad dwuwymiarowymi materiałami kompozytowymi zwanymi MXenes. Po stworzeniu warstwowego karbidu (2011) naukowcy starają się jak najlepiej wykorzystać jego skład chemiczny i właściwości fizyczne do opracowania nowego materiału przewodzącego posiadającego wiele różnorodnych cech.
„MXenes są niezwykłe, ponieważ ich powierzchnia jest pełna grup funkcyjnych, np. hydroksylowych, co prowadzi do powstawania silnych wiązań pomiędzy MXenes a cząsteczkami polimeru, jednocześnie zachowując przewodnictwo metaliczne warstw karbidu o grubości 1 nanometra. Prowadzi to do uzyskania nanokompozytu posiadającego unikalne połączenie cech.”
Badania wykazały także, że nanokompozyt posiada właściwości hydrofilowe, dzięki czemu będzie mógł być wykorzystywany np. w systemach oczyszczania wody. Dodatkowo, dzięki swojej niezwykłej elastyczności, może być zrolowany, co jeszcze poprawia jego wytrzymałość. Te cechy pozwolą na wykorzystanie materiału w wielu różnych dziedzinach.
- Zheng Ling, Chang E. Ren, Meng-Qiang Zhao, Jian Yang, James M. Giammarco, Jieshan Qiu, Michel W. Barsoum, and Yury Gogotsi.Flexible and conductive MXene films and nanocomposites with high capacitance. PNAS, 2014 DOI:1073/pnas.1414215111
- http://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141110161040.htm
Opracowała: Joanna Grzelak
Korekta: Maciej Bielak-Wolanin
