Tohtori Kamal Asadin johtamana Max Planckin polymeeritutkimusinstituutin (MPI-P) tutkijat ovat onnistuneet valmistamaan erittäin ohuita nailonkalvoja. Innovaation avulla voidaan kehittä läpinäkyvää taipuisaa elektroniikkaa tai vaatteisiin integroitavia elektroniikkalaitteita.
Nailonit on synteettisten polymeerien perhe, joka otettiin ensimmäisen kerran käyttöön 1940-luvulla ja ne ovat nykyään tekstiileissä yleisimmin käytettyjä synteettisiä kuituja. Joillakin nailontyypeillä on myös ferrosähköisiä ominaisuuksia, mutta niiden hyödyntäminen ei ole tähän saakka oikein onnistunut.
MPI-P:n tutkijat ovat yhteistyössä Mainzin Johannes Gutenbergin yliopiston ja Lodzin teknillisen yliopiston tutkijoiden kanssa ratkaisseet tämän neljäkymmentä vuotta vanhan ongelman. He ovat kehittäneet menetelmän ferrosähköisten nailon-ohutkalvokondensaattoreiden valmistamiseksi liuottamalla nailonia trifluorietikkahapon ja asetonin seokseen ja kiinteyttämällä se uudelleen tyhjiössä.
Näin saatiin synnytettyä vain muutamia satoja nanometriä paksuja läpinäkyviä ja erittäin sileitä kalvoja. Ne soveltuvat elektronisiin laitteisiin, kuten kondensaattoreihin, transistoreihin ja diodeihin.
Tutkijat muun muassa alistivat nailonkondensaattorien prototyypit rasitussykleille ja osoittivat ferrosähköisten nailonien kestävän miljoonien käyttöjaksojen ajan.
Nämä uudet havainnot tasoittavat tietä monitoimikankaisiin, jotka toimivat kehon peitteenä ja voivat samalla tuottaa sähköä kehomme liikkeestä.
Myös New Jerseyssä sijaitsevan Rutgersin yliopiston johtamasta tutkimuksesta voisi olla hyötyä orgaaniselle elektroniikalle. Tutkimuksen mukaan orgaanisista materiaaleista valmistetut hieman taivutetut puolijohteet voivat karkeasti kaksinkertaistaa niiden läpi virtaavan elektronien nopeuden ja hyödyttää seuraavan sukupolven elektroniikkaa, kuten antureita ja aurinkokennoja.
- Tällainen erittäin pienellä taivutuksella saavutettu parannus merkitsisi suurta harppausta seuraavan sukupolven, korkean suorituskyvyn orgaanisen elektroniikan toteuttamiseen, sanoo Rutgersin professori Vitaly Podzorov.
Puolijohteisiin sisältyy materiaaleja, jotka johtavat sähköä ja niiden johtavuus voidaan virittää erilaisilla ulkoisilla ärsykkeillä. Puolijohteiden virittämistä taivuttamalla kutsutaan ”rasitustekniikaksi”, joka avaa uuden tien puolijohdeteollisuudessa, jos se toteutetaan onnistuneesti.
Nämä uudet materiaalit ovat varsin lupaavia sovelluksiin optoelektroniikassa, joka kerää valoa ja sisältää joustavan ja painetun elektroniikan, anturit ja aurinkokennot.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 16.12.2019
