Hiilinanoputkijohteita puetettavilla elektroniikalle

Tohtori Han Joong Tarkin tiimi Korea Electrotechnology Research Institutesta (KERI) on onnistuneesti valmistanut "toiminnallisia johteita", jotka ovat puettavien elektronisten laitteiden perusta, käyttämällä suoraan olemassa olevia synteettisten kuitujen käsittelymenetelmiä.

KERI:n saavutus on yksiseinäisistä hiilinanoputkista (CNT) valmistettu korkeaenerginen, kevyt lanka. Materiaalina CNT on 100 kertaa terästä vahvempi ja sen sähkönjohtavuus on verrattavissa kupariin.

CNT:llä on kuitenkin voimakas taipumus agglomeroitua muodostaen sotkeutuneita rakenteita ja CNT:itä on vaikea dispergoida orgaanisilla liuottimilla ja muilla menetelmillä. Siksi CNT:n käyttö elektroniikan ja sähkölaitteiden alalla vaatii erittäin kehittynyttä ja pitkälle kehitettyä tekniikkaa.

Tämän korjaamiseksi Tri Han Joong Tarkin tiimi lisäsi ensin pienen määrän vahvaa happoa ja lisäaineita CNT-jauheeseen lisätäkseen "happifunktionaalisia ryhmiä" pinnalle, jotka ovat yhteensopivia liuottimien kanssa.

Mukaan laitettiin grafeenioksidia, jonka koko oli säädelty noin 100 nanometriin (nm), ja sitten noudattaen samaa prosessia kuin perinteinen synteettisten kuitujen valmistusmenetelmä, CNT-tahna (dope) kehrättiin useiden pienten reikien läpi monisäikeisyysen muodostamiseksi koagulaatiokylvyssä. Lopuksi CNT:t, joissa on happifunktionaalisia ryhmiä, sidotaan kehruuprosessin jälkeen yhdeksi säikeeksi vetysidoksella, jolloin muodostuu toiminnallisia lankoja, kuten hämähäkinverkko.

KERI valmisti CNT-johtoja tekstiilisen superkondensaattorien muodossa ja arvioi niiden suorituskyvyn, mikä vahvisti erinomaiset energian varastointiominaisuudet.

Lisäksi professori Lee Wi Hyeongin Konkukin yliopiston tutkimusryhmä vahvisti, että happifunktionaalisia ryhmiä sisältävillä CNT-langoilla oli myös erinomainen kaasuanturin suorituskyky haitallisten kaasujen havaitsemisessa. Tätä toimintoa voitaisiin soveltaa laajalti älyvaatteissa, kuten palomiesten palontorjuntatoimissa tai puolustuskentillä.

KERI:n tohtori Han Joong Tark sanoi: "Tämä on maailman ensimmäinen saavutus funktionalisoitujen CNT:iden dispergoimisesta orgaanisiin liuottimiin liuoksen kehruuta varten. Se edistää kevyiden ja pitkäikäisten puettavien elektronisten laitteiden kehitystä." Hän mainitsi myös: "Jatkuvan tutkimuksen avulla tämä tekniikka voisi korvata kuparilangat tulevaisuuden liikkuvuuden aloilla, kuten sähköajoneuvoissa ja droneissa, mikä parantaa huomattavasti sekä keveyttä että energiatehokkuutta."

Aiheesta aiemmin:

Hiilinanoputkilla tehostettu kuparijohde

Langaton lataus tekstiileihin ja sisäilmasta sähköä ja happea

Hiilinanoputkia ja atomeja energian varastoinnille