Stromleiter aus konjugierten Polymeren erzeugt

Dieses Material wird besser, wenn man darauf schlägt (Foto: Yue (Jessica) Wang, ucmerced.edu)

Merced (pte004/21.03.2024/06:15) - Ein Team um Yue (Jessica) Wang von der University of California, Merced ( https://www.ucmerced.edu/ ) hat weiche und biegsame Stromleiter aus sogenannten konjugierten Polymeren hergestellt. Das sind lange, spaghettiartige Moleküle. Anfangs waren sie alles andere als flexibel, sie zerbrachen beim Einwirken von Kräften. Erfolg hatten die Forscher, als sie eine wässrige Lösung herstellten, in der vier Sorten Polymere schwammen. Diese strichen sie auf eine Unterlage und ließen sie trocknen. Als sie sie dann abzogen, hatte der Film genau die gewünschten Eigenschaften: Er leitete Strom, war biegsam und ließ sich strecken.

Härte durch Schläge

Eine höchst überraschende Eigenschaft kam noch hinzu: Als Wang aus Versehen kräftig draufschlug und prüfte, ob sie etwas zerstört hatte, stellte sie fest, dass der Film fester geworden war. Jetzt testeten die Forscher, ob das ein Zufall war und traktierten den Film mit Schlägen. Je schneller sie auftrafen, umso dehnbarer und zäher wurde die Folie.

Schließlich wollten die Experten wissen, wie das Material aufgebaut war. Die vier Polymere, zwei mit positiver und zwei mit negativer Ladung, hatten sich wie Spaghetti verknäuelt, die in einer Schüssel geschüttelt worden sind, erklärt Di Wu, Postdoktorand in Wangs Labor. "Da die positiv geladenen Moleküle kein Wasser mögen, aggregieren sie zu fleischbällchenartigen Mikrostrukturen." Wang vermutet, dass die "Fleischbällchen" die Energie absorbieren und abflachen, ohne auseinanderzubrechen.

Wearables und Prothesen

Jetzt konzentriert sich das Team auf Anwendungen des leichten, leitfähigen Materials. Dazu gehören weiche Wearables wie integrierte Armbänder und Rückseitensensoren für Smartwatches, sowie flexible Elektronik für die Gesundheitsüberwachung, wie Herz-Kreislauf-Sensoren oder Blutzuckermessgeräte. Darüber hinaus formten die Forscher aus dem Material per 3D-Druck die Nachbildung der Hand eines Team-Mitglieds, um die mögliche Verwendung in personalisierten elektronischen Prothesen zu demonstrieren.

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