Створено гнучкий нанокомпозит, який самостійно регенерує себе після багаторазових поломок

Електропровідні матеріали вже давно є серйозним каменем спотикання для розвитку гнучкої електроніки, оскільки їх властивості помітно погіршуються після фізичної деформації. Однак новий матеріал, створений міжнародною командою дослідників, здатний повністю відновлювати себе навіть після багаторазових зламів.

Самовідтворювані матеріали – це особливий клас матеріалів, які здатні природним чином відновлювати себе після фізичної деформації, наприклад після розрізання на частини. Раніше вченим вже вдавалося створити матеріали, здатні самостійно відновити одну зі своїх функцій, але можливість комплексної регенерації критично важлива для розвитку переносної електроніки. Причина проста: якщо, наприклад, діелектричний матеріал здатний відновити після зламу свою електричну опірність, але не теплопровідність, це може привести до пошкодження електрообладнання внаслідок перегрівання пристрою на його основі.

Матеріал, розроблений командою під керівництвом професора Цинь Янга (Qing Wang) з Університету Пенсільванії, здатний відновлювати всі властивості, необхідні діелектрику: механічну міцність, міцність на злам, електричну опірність, теплопровідність, а також власне діелектричні (ізолюючі) властивості.

Ще однією важливою відмінністю матеріалу Янга від інших самовідновлюючих аналогів є його твердість – більшість матеріалів з такими властивостями нагадують за консистенцією м’яку жувальну гумку. Щоб домогтися такого ефекту, дослідники нанесли нанолисти нітриду бору на базовий пластиковий полімер, як повідомляє innogest.ru. Подібно графену, нітрид бору є двовимірним атомарним матеріалом, але замість того, щоб проводити електрику, він представляє собою сильний ізолятор.

Новий матеріал здатний до самовідновлення, оскільки наношари нітриду бору з’єднуються один з одним водневими зв’язками. Коли фрагменти цього матеріалу виявляються поруч, сили електростатичного притягання природним чином притягують їх один до одного. Коли водневий зв’язок відновлюється, фрагменти “регенерують”. Залежно від співвідношення змісту нітриду бору до базового полімеру таке відновлення може зажадати додаткового нагріву або тиску, проте деякі варіації здатні регенерувати при кімнатній температурі без зовнішнього впливу.

Ще однією важливою властивістю матеріалів на базі нітриду бору є їх терпимість до вологості. Це означає, що пристрої на їх основі можуть ефективно працювати в дуже вологому середовищі – наприклад, в душі або на пляжі. В цілому новий матеріал демонструє цілий спектр властивостей, надзвичайно привабливих для сфери переносної і гнучкої електроніки.