Una nueva investigación llevada a cabo por físicos de la Universidad de Sussex supondrá un "avance significativo" en la nueva área tecnológica de la electrónica líquida, mejorando la funcionalidad y la sostenibilidad de posibles aplicaciones en electrónica impresa, monitores de salud portátiles e incluso baterías.
En su artículo de investigación, publicado en ACS Nano, los científicos de Sussex se han basado en sus trabajos anteriores para envolver gotas de emulsión con grafeno y otros materiales 2D, reduciendo los recubrimientos a capas de nanohojas atómicamente finas. De este modo, han conseguido crear emulsiones líquidas conductoras de la electricidad que constituyen las redes de grafeno con menor carga jamás registrada: sólo un 0,001% vol.
Esto significa que la tecnología electrónica líquida subsiguiente -ya sean sensores de tensión para controlar el rendimiento físico y la salud, dispositivos electrónicos impresos a partir de gotas de emulsión e incluso baterías de vehículos eléctricos potencialmente más eficientes y duraderas- será más barata y sostenible porque requerirá menos grafeno u otras nanohojas 2D que recubran las gotas.
Otro avance significativo es que los científicos pueden ahora fabricar estas redes de gotas electrónicas utilizando cualquier líquido -mientras que las investigaciones anteriores se centraban en los aceites y el agua convencionales- porque han descubierto cómo controlar qué gotas de líquido se envuelven en grafeno, lo que significa que pueden diseñar las emulsiones específicamente para la aplicación deseada.
El Dr. Sean Ogilvie, investigador de física de materiales de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Sussex y autor principal del trabajo, explica la ciencia que hay detrás de este desarrollo: "El potencial de los materiales 2D, como el grafeno, radica en sus propiedades electrónicas y su procesabilidad; hemos desarrollado un proceso para aprovechar la superficie de nuestras dispersiones de nanohojas para estabilizar las gotas de emulsión con recubrimientos ultrafinos.
"La sintonizabilidad de estas emulsiones nos permite envolver materiales 2D alrededor de cualquier gota líquida para explotar sus propiedades electrónicas. Esto incluye las tintas de emulsión, en las que hemos descubierto que las gotas pueden depositarse sin el efecto de anillo de café que dificulta la impresión de las tintas funcionales convencionales, lo que podría permitir la creación de películas de una sola gota para transistores impresos y otros dispositivos electrónicos".
"Otro avance emocionante para nuestro grupo de investigación es que ahora también podemos diseñar y controlar nuestras emulsiones para aplicaciones específicas, como envolver polímeros blandos, como la silicona, para sensores de tensión vestibles que muestran una mayor sensibilidad con una carga baja de grafeno, y también estamos investigando el ensamblaje en emulsión de materiales de electrodos de baterías para mejorar la robustez de estos dispositivos de almacenamiento de energía."
El catedrático de Física Experimental de la Universidad de Sussex, Alan Dalton, que se inspiró por primera vez en la elaboración de un aliño para ensaladas para explorar el potencial de añadir grafeno a las emulsiones líquidas, explica por qué este desarrollo es emocionante: "Al conseguir que los recubrimientos de grafeno de las gotas de líquido se reduzcan a capas atómicamente finas y al abrir de par en par el potencial de las aplicaciones en el mundo real al poder hacerlo con cualquier material líquido, este desarrollo de investigación hará avanzar significativamente el campo emergente y científicamente apasionante de la electrónica líquida."
Más información: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220215113414.htm
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