Metais elásticos estendem possibilidades da eletrônica flexível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/07/2013

O material é produzido na forma de folhas, facilitando o desenvolvimento dos circuitos, que não precisam ser montados fio por fio.
[Imagem: Joseph Xu]

A eletrônica flexível, que tem produzido peles eletrônicas e tecidos inteligentes, promete muito mais.

Para isto, a plataforma conta com técnicas como fios muito finos montados em estruturas semelhantes a molas, redes de nanofios e metais líquidos.

Mas nenhum deles se compara à elasticidade de um material fabricado por Yoonseob Kim e seus colegas da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos.

Metais elásticos

Kim incorporou nanopartículas esféricas em um material elástico, obtendo o melhor condutor esticável já feito.

"Essencialmente, os novos materiais à base de nanopartículas comportam-se como metais elásticos," disse ele.

Uma das grandes vantagens é que o material é produzido na forma de folhas, facilitando o desenvolvimento dos circuitos, que não precisam ser montados fio por fio.

"Este é apenas o começo de uma nova família de materiais que podem ser feitos de uma grande variedade de nanopartículas, para uma grande variedade de aplicações," prevê o pesquisador.

O resultado não deixa de ser surpreendente, uma vez que seria de se esperar que as nanopartículas esféricas, quando distribuídas sobre o poliuretano, afastassem-se umas das outras quando o material fosse esticado, interrompendo a passagem de corrente.

Mas não foi isso o que ocorreu - ao contrário, as partículas se alinham, formando uma espécie de corrente, sem perder o contato umas com as outras e, portanto, mantendo a condutividade do "metal elástico".

Camadas e filtragem

A equipe fez duas versões do material, construindo-o aplicando camadas alternadas de nanopartículas ou filtrando um líquido contendo poliuretano e aglomerados de nanopartículas para criar uma camada mista.

No geral, o material em camadas é melhor condutor, enquanto o método de filtração resulta em materiais mais flexíveis.

Em repouso, o material em camadas apresenta uma condutância de 11.000 Siemens por centímetro (S/cm), semelhante ao mercúrio, enquanto o material feito por filtragem apresenta 1.800 S/cm, mais parecido com bons condutores de plástico.

Quando o material em camadas é esticado até o dobro do seu tamanho - algo muito além do que é obtido com as técnicas tradicionalmente adotadas pela eletrônica flexível - ele continua conduzindo a 2.400 S/m.

Mas o recorde de esticamento é do material feito por filtragem, que atinge incríveis 5,8 vezes seu tamanho original, mantendo uma condutividade de 35 S/cm.

Os pesquisadores planejam começar a explorar imediatamente aplicações do seu elástico condutor, usando-o para substituir eletrodos cerebrais usados em implantes e em interfaces neurais.

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