Dây dẫn điện có độ dẫn và độ đàn hồi cao sử dụng các sợi dây nano bạc

Một số nhà nghiên cứu thuộc đại học North Carolina đã nghiên cứu và phát triển các loại dây dẫn có độ đàn hồi và độ dẫn điện cao được làm từ các sợi dây bạc có kích thước nano (dây nano).  Các loại dây dẫn đàn hồi này có thể được sử dụng để làm các thiết bị điện tử có khả năng co giãn.

Các sợi dây nano bạc được nhúng trên nền polymer

Những mạch điện có khả năng đàn hồi có thể ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực mà những loại thông thường không đáp ứng được. Ví dụ như với “da” điện tử có thể giúp robot gắp được các vật thể một cách linh hoạt hơn mà không làm chúng bị hư hại gì, các thiết bị hiển thi  hay những chiếc anten có tính đàn hồi có thể ứng dụng trong sản xuất  điện thoại di động và các thiết bị điện tử khác mà khi bị co giãn hay bị nén đều không  ảnh hưởng đến hiệu suất sử dụng. Tuy nhiên bước đầu tiên họ nghĩ tới là tạo ra các ứng dụng có thể sản xuất ra dây dẫn điện có tính đàn hồi mà những tín hiệu điện truyền qua chúng vẫn đạt hiệu suất và đáng tin cậy kể cả khi đã bị biến dạng.

Bạc là một nguyên tố có độ dẫn điện rất cao đồng nghĩa với việc bạc có khả năng truyền điện hiệu quả. Thêm vào đó một công nghệ mới được phát triển tại đại học North Calorina đã thực hiện gắn các sợi dây nano bạc có độ dẫn cao này vào trong một loại polymer mà có thể chịu được lực kéo căng lớn nhưng không hề bị ảnh hưởng tới khả năng dẫn điện. Với những tính năng này chúng rất phù hợp để sử dụng làm linh kiện trong các thiết bị điện tử có thể co giãn.
Zhu một thành viên trong nhóm phát biểu “ Những nghiên cứu này thực sự thú vị vì nó đã có rất nhiều ứng dụng đang đợi sẵn. Thêm vào đó nghiên cứu cũng tập trung vào khả năng dẫn điện cao, ổn định khi chịu biến dạng lớn, đồng thời sẽ có một nghiên cứu khác nữa quan tâm chủ yếu tới tính đàn hồi và tính trong suốt của các sợi nano bạc.”

Xu một thành viên khác trong nhóm nghiên cứu cho biết thêm “Phương pháp chế tạo hoàn toàn đơn giản”. Các sợi nano bạc được đặt trên một chiếc đĩa silicon. Một loại polymer dạng lỏng sẽ được rót lên trên nền silicon này. Sau đó chúng sẽ được tiếp xúc với nhiệt độ cao, khi đó polymer sẽ chuyển từ thể lỏng sang thể rắn đàn hồi. Bởi vì polymer chảy xung quanh các sợi dây nano bạc khi chúng đang ở thể lỏng, nên sau khi chuyển sang thể rắn các sợi dây nano vẫn được giữ lại trong nền polymer. Cuối cùng polymer sẽ được tách ra khỏi tấm silicon.

Xu cũng nói thêm “ Các sợi nano bạc này có thể được in dấu để tạo ra các mô hình dây dẫn đàn hồi.” Trên thực tế, rất đơn giản để tạo ra các mô hình sử dụng dây dẫn có chứa sợi nano bạc vì vậy mà kỹ thuật này cũng dễ dàng được ứng dụng trong  ngành điện tử.

Polymer sau khi được nhúng các sợi dây nano rất dễ co giãn, trên bề mặt của chúng đều chứa các mắt xích là dây nano bạc. Composite nhận được sau cùng sẽ hoàn toàn phẳng trên bề mặt không chứa các dây nano mặt kia lại gợn sóng.
Bề mặt có chứa các sợi dây nano bạc này có thể kéo dài tới 50% độ giãn dài của chúng mà không hề ảnh hưởng tới độ dẫn điện. Có được điều này là do hình dạng của vật liệu có khả năng uốn nó cho phép các sợi dây nano ở trong các vị trí cố định tương đối với nhau, thậm chí ngay cả khi polymer đang bị kéo dài.

Zhu cho biết “Không chỉ có độ dẫn điện cao, sức căng trong một phạm vi lớn, các dây dẫn có khả năng đàn hồi này còn cho thấy một khả năng chịu lực tuyệt vời dưới các tải trọng cơ khí lặp đi lặp lại.” Có một số vật liệu có khả năng dẫn diện và đàn hồi khác cũng được nhúng lên trên một số bề mặt nhưng chúng lại bị bóc tách ra khi chịu các tải trọng cơ khí hoặc các động tác chà xát trên bề mặt

Nguồn Materialstoday.com

Việt Bắc @ MES Lab., Biên dịch

Authors

Related posts

*

Top