Учёные Томского политехнического университета нашли способ с помощью лазера превращать наночастицы меди в два разных материала для гибкой электроники. Оба получаются прочными, эластичными и устойчивыми к влаге – им не нужны дополнительные защитные покрытия, сообщили в пресс-службе вуза.
В зависимости от мощности лазера из одной заготовки можно получить либо медный композит, либо гибрид меди с графеном. При умеренной мощности наночастицы плавятся и покрываются защитной полимерной оболочкой – выходит композит с низким сопротивлением, устойчивый к влажности и перепадам температуры. Если мощность повысить, медь выступает катализатором и помогает сформировать графен прямо из полимера. Так появляется гибрид меди с графеном, который тоже гибок и отлично проводит ток.
- Для придания материалу тех или иных свойств наша технология использует точно регулируемую мощность лазера и режим обработки, - пояснил профессор исследовательской школы ТПУ Рауль Родригес.
Обычно материалы для гибкой электроники после лазерной обработки остаются нестабильными, окисляются и плохо держатся на подложке. Устройства из них ломаются при изгибах или попадании воды. Томские учёные доказали, что их разработка лишена этих недостатков. Новые материалы выдерживают 100 циклов сгибания, трое суток при влажности 95% и температуре 70 градусов, а также 10 дней при влажности 95% и 40 градусах.
На основе технологии исследователи уже создали гибкие сенсоры и термопару для измерения температуры. По характеристикам они не уступают существующим аналогам, а иногда их превосходят. Метод легко масштабировать: лазер может обрабатывать как микроскопические участки, так и области размером в несколько квадратных сантиметров.
- Благодаря этому можно выбирать и настраивать свойства материалов исходя из желаемого функционала будущего устройства, - добавила профессор ТПУ Евгения Шеремет.
В перспективе технология поможет создавать надёжные датчики, носимую электронику и другие гибкие устройства, которым не страшны ни дождь, ни деформация.
Фото: ТПУ
