Нейлон может стать сырьем для прозрачных электронных устройств
Сотрудники Института полимерных исследований Макса Планка (MPI-P) с коллегами из других учреждений разработали способ производства ферроэлектрических нейлоновых тонкопленочных конденсаторов – потенциального сырья для прозрачной электроники.
В проекте участвовали специалисты из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце и Лодзинского технологического университета, сообщает sciencedaily.com. Нейлон, используемый с 20-х гг. прошлого века для производства чулок (одежды), состоит из длинноцепочечных повторяющихся молекулярных блоков. Ученые заметили, что некоторые полимеры имеют ферроэлектрические свойства. Положительные и отрицательные заряды в материале разделяются.
Ферроэлектрические структуры применяются для изготовления датчиков, приводов, информационных накопителей и аккумуляторов. Преимущество полимеров заключается в возможности разжижения с помощью доступных растворителей. Процесс позволяет внедрять материал в электронный текстиль. Но применять нейлон в производстве техники было сложно из-за невозможности создания качественных тонких пленок путем обработки раствора.
Новое исследование решило сорокалетнюю проблему. Команда разработала метод производства ферроэлектрических нейлоновых тонкопленочных конденсаторов. Сырье растворяется в смеси трифторуксусной кислоты и ацетона, затвердевая обратно в вакууме. Процесс позволил получить нейлоновые пленки, толщиной несколько сот нанометров.
«Мы создали очень гладкие поверхности. Это – важное достижение. Структура предотвращает электрический пробой и разрушение микросхем. Одновременно гладкость позволяет получать прозрачные пленки», — сказал доктор Камал Асади, лидер проекта из MPI-P.
С помощью нового подхода группа изготовила высокопроизводительные конденсаторы. Ученые испытывали прототипы в условиях длительных нагрузок, показав сохранение ферроэлектрических свойств после миллионов операционных циклов. Нейлоновые пленки могут стать важным компонентом гибкой электроники, умной одежды. Проект открывает путь к многофункциональным тканям, закрывающим тело и генерирующим электричество от его движения.
Результаты исследования представлены в Science Advances.
