¿Nylon como bloque de construcción para dispositivos electrónicos transparentes?

Los científicos desarrollan una solución de nylon ferroeléctrico procesable

• Fecha : 16 de agosto de 2019
• Fuente : Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros
• Resumen : Los científicos han resuelto el desafío de cuatro décadas de producir películas de nylon muy delgadas que puedan usarse, por ejemplo, en componentes de memoria electrónica. Las películas de nylon delgadas son varias veces 100 veces más delgadas que el cabello humano y, por lo tanto, podrían ser atractivas para aplicaciones en dispositivos electrónicos flexibleso para la electrónica en la ropa.

A medida que la industria microelectrónica ahora está cambiando hacia dispositivos electrónicos portátiles y textiles electrónicos e-, los materiales electrónicos que comprenden, como los ferroeléctricos, deben integrarse con nuestra ropa. Los nylon, una familia de polímeros sintéticos, se introdujeron por primera vez en elDécada de 1940 para las medias femeninas y actualmente se encuentran entre las fibras sintéticas más utilizadas en textiles. Consisten en una larga cadena de unidades moleculares repetidas, es decir, polímeros, donde cada unidad repetida contiene una disposición específica de hidrógeno, oxígeno y nitrógeno con átomos de carbono.

Además del uso en textiles, se descubrió que algunos nilones también exhiben las llamadas "propiedades ferroeléctricas". Esto significa que las cargas eléctricas positivas y negativas pueden separarse y este estado puede mantenerse. Los materiales ferroeléctricos se usan en sensores, actuadores, memorias y dispositivos de recolección de energía. La ventaja de usar polímeros es que pueden licuarse con solventes adecuados y, por lo tanto, procesarse a partir de una solución a bajo costo para formar películas delgadas flexibles que son adecuadas para dispositivos electrónicos como condensadores, transistores y diodos.hace que los polímeros ferroeléctricos sean una opción viable para la integración con los textiles electrónicos. Aunque los polímeros de nylon han encontrado a lo largo de los años aplicaciones comerciales significativas en telas y fibras, su aplicación en dispositivos electrónicos se vio obstaculizada porque era imposible crear películas delgadas de nylon ferroeléctrico de alta calidad.procesamiento de solución.

Los científicos del MPI-P, en colaboración con investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz y la Universidad Tecnológica de Lodz, han resuelto este problema de cuarenta años y han desarrollado un método para fabricar condensadores de película delgada de nylon ferroeléctrico disolviendo el nylonen una mezcla de ácido trifluoroacético y acetona y solidificándolo nuevamente al vacío. Fueron capaces de obtener películas de nylon delgadas que típicamente tienen solo unos 100 nanómetros de espesor, varias 100 veces más delgadas que el cabello humano ". Utilizando este método, hemos producido extremadamentepelículas delgadas lisas. Esto es muy importante porque evita la ruptura eléctrica de, por ejemplo, condensadores y la destrucción de los circuitos electrónicos. Al mismo tiempo, la suavidad permite tener películas delgadas transparentes y eventualmente dispositivos electrónicos transparentes ", dice el Dr. KamalAsadi, líder del grupo en el MPI-P.

Al usar su método recientemente desarrollado, el grupo alrededor de Kamal Asadi pudo producir condensadores de nylon de alto rendimiento. Los científicos sometieron los prototipos de los condensadores a ciclos de tensión extendidos y demostraron la robustez de los nilones ferroeléctricos bajo millones de ciclos de operación.Las películas podrían convertirse en un componente importante para su uso en electrónica flexible en el futuro y encontrar aplicaciones en dispositivos electrónicos flexibles o para electrónica en la ropa. Estos nuevos hallazgos allanan el camino hacia telas multifuncionales que sirven como tela para cubrir nuestro cuerpo y al mismo tiempoel tiempo puede generar electricidad a partir del movimiento de nuestro cuerpo.

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia del diario :

1. Saleem Anwar, Daniel Pinkal, Wojciech Zajaczkowski, Philipp von Tiedemann, Hamed Sharifi Dehsari, Manasvi Kumar, Thomas Lenz, Ulrike Kemmer-Jonas, Wojciech Pisula, Manfred Wagner, Robert Graf, Holger Frey, Kamal Asadi. películas delgadas de nylon ferroeléctrico transparentes procesadas en solución . Avances científicos , 2019; 5 8: eaav3489 DOI: 10.1126 / sciadv.aav3489