En bref: Des chercheurs de l’Université de Californie à Merced ont développé un matériau flexible et driver d’électricité qui pourrait un jour augmenter la durabilité des appareils portables comme les montres intelligentes.
Le nouveau matériau présente une durabilité adaptative, ce qui signifie qu’il devient plus résistant lorsqu’il est étiré ou frappé. Curieusement, l’inspiration pour le matériau est venue dans la cuisine.
La chercheuse principale du projet, Yue (Jessica) Wang, note que lorsque la fécule de maïs et l’eau sont mélangées lentement, la cuillère à mélanger se déplace facilement dans le mélange. Lorsque vous retirez la cuillère et essayez de la réinsérer avec force, vous obtenez un résultat différent. « C’est comme poignarder une surface dure », a déclaré Wang, et la cuillère ne rentre pas.
L’équipe de Wang avait pour objectif d’imiter cette curieuse propriété dans un matériau solide et électriquement driver.
Pour atteindre leur objectif, l’équipe a dû identifier la combinaison correcte de polymères conjugués, qui sont de longues molécules conductrices en forme de brins de spaghetti. La plupart des polymères flexibles se brisent lorsqu’ils sont soumis à des impacts répétés, rapides ou importants.
Les chercheurs ont commencé avec une solution aqueuse composée de quatre polymères : un poly(acide 2-acrylamido-2-méthylpropanesulfonique) de type spaghetti, des molécules de polyaniline plus courtes et une combinaison conductrice appelée poly(3,4-éthylènedioxythiophène) polystyrène sulfonate (PEDOT : PSS). ).
Ils ont peaufiné la formule en cours de route pour améliorer la conductivité et la durabilité adaptative. L’ajout de 10 % de PEDOT:PSS en plus au mélange, par exemple, améliore la conductivité et la durabilité adaptative.
L’équipe a également expérimenté l’ajout de petites molécules au mélange, notant comment chaque additif modifiait les caractéristiques des polymères. En fin de compte, ce sont les additifs nanoparticulaires chargés positivement qui améliorent le mieux la fonctionnalité adaptative.
« L’ajout de molécules chargées positivement à notre matériau l’a rendu encore plus résistant à des taux d’étirement plus élevés », explique Di Wu, chercheur postdoctoral au laboratoire de Wang.
Les applications pratiques pourraient inclure des bracelets intégrés et des capteurs arrière pour les montres intelligentes qui pourraient facilement résister aux environnements difficiles de la vie quotidienne d’un poignet humain. Le matériau flexible pourrait également convenir au domaine médical, en s’intégrant peut-être à des appareils portables tels que des capteurs cardiovasculaires ou des glucomètres.
Wu et son équipe ont même adapté une version antérieure du matériau adaptée à l’impression 3D et créé une réplique d’une main humaine pour démontrer le potentiel d’utilisation comme prothèse.
« Il existe un certain nombre d’applications potentielles et nous sommes impatients de voir où cette nouvelle propriété non conventionnelle nous mènera », a déclaré Wang.
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