Rubberachtig, milieuvriendelijk superplastic kan sensoren en andere apparaten van stroom voorzien

Een nieuw ferro-elektrisch polymeer dat geen gebruik maakt van een milieuschadelijke en persistente stof die geclassificeerd is als een "eeuwigdurende chemische stof", zou de weg kunnen vrijmaken voor een nieuwe generatie groenere wearables, sensoren en andere apparaten. Het superplastic werd ontwikkeld door een team wetenschappers van de Case Western Reserve University onder leiding van Lei Zhu, hoogleraar macromoleculaire wetenschap en techniek. Hij zegt: "De manier waarop dit materiaal elektrische eigenschappen genereert, is ook fundamenteel nieuw. In tegenstelling tot conventionele ferro-elektrische materialen hoeft het niet te kristalliseren om de polariteit te behouden die elektrische eigenschappen verleent."

De meeste huidige ferro-elektrische materialen zijn gebaseerd op keramiek, zijn inflexibel en hebben 'spontane polarisatie'. Dit betekent dat elektrische lading aan en uit kan worden gezet met een elektrisch veld – een eigenschap die cruciaal is voor de volgende generatie elektronica, legt Interesting Engineering uit. De aanpak van het team onderscheidt zich doordat deze interessante elektrische eigenschappen worden gecombineerd met een polymeermateriaal dat lichtgewicht, zacht en rekbaar is, waardoor de nieuwe component ideaal is voor integratie in het menselijk lichaam.

Het chemische ontwerp van het polymeer verbetert de verwerking, waardoor het gemakkelijker te produceren is tot dunne films of coatings. Dit zou de toepassing in diverse elektronicasectoren kunnen versnellen, met name in sectoren die afval en toxiciteit willen verminderen. Het team ziet onder meer toepassingen voor infrarooddetectoren en echografie-apparaten, omdat het materiaal akoestisch compatibel is met biologisch weefsel.

De elasticiteit van het polymeer zorgt ervoor dat het geschikt is voor de volgende generatie virtual reality- en augmented reality-brillen, waarbij er een grote vraag is naar flexibele en zachte elektronica.

Het onderzoek van het team begon in 2017 met een subsidie ​​van het Amerikaanse ministerie van Energie. Hoewel de subsidie ​​in 2022 afliep, bleven de onderzoekers doorwerken "totdat we eindelijk de jackpot hadden gewonnen", zegt Zhu.