Proteiini tarjoaa vaihtoehtoja ionijohteille

27.03.2019

iowa-state-spider-240-tx.jpgProteiinit tarjoavat ekologisesti ympäristöystävällisen vaihtoehdon monille elektroniikassa nykyisin käytettäville synteettisille komponenteille. Ne voivat yhdistää joustavuuden ja sähköisen aktiivisuuden tuoden esiin useita uusia mahdollisuuksia joustavan ja vihreän elektroniikan alalla.

Pyrkiessään kohti ympäristöystävällisiä vaihtoehtoja nykyisille ionijohtimille, Tanskan teknillisen yliopiston (DTU) tutkijat ovat kehittäneet vaihtoehtoisen vihreän vaihtoehdon, joka perustuu orgaaniseen silkkiin eli hämähäkin seitiin ja epäorgaaniseen vihreään laponiiniin (nanosavi). Tämä voi lopulta mahdollistaa laajan valikoiman sovelluksia joustavan ja puettavan elektroniikan alalla.

Tässä tutkimuksessa silkkipohjaiset ionijohtimet muuttuvat vakaiksi ohutkalvoiksi upottamalla ne 2D nanosaven hiutaleisiin. Julkaisussaan tutkijat osoittavat, miten muuttaa luonnollinen polymeeri ioniseksi materiaaliksi, jolla on vakaa suorituskyky vesipitoisessa ja kemiallisesti aktiivisessa ympäristössä.

"Materiaalitutkijat ovat pitkään rakastaneet silkin poikkeuksellisia mekaanisia ominaisuuksia: se kilpailee teräksen kanssa murtolujuuden suhteen, ja hämähäkinverkot ovat vain vahvempia vaihtoehtoja taivuttamisen ja venyttämisen suhteen", toteaa Tanskan teknillisen yliopiston mikro- ja nanoteknologian laitoksen professori Alireza Dolatshahi-Pirouz.

"Silkki ei kuitenkaan sinänsä ole vakaa sähköjohde ja siksi olemme suunnitelleet uuden materiaalisi silkki-laponiitin (SiPo) ja osoittaneet, että tämä ominaisuus saavutetaan silkin ja laponiitin vuorovaikutuksella."

Sulauttamalla laponiitin silkkipohjaisiin ohuisiin kalvoihin tutkijat tuottivat ionisen johtimen, jolla on joukko erittäin toivottavia ominaisuuksia: hyvä kiteisyys; läpinäkyvyys; mekaaninen vahvuus'; kierrätettävyys; optinen läpinäkyvyys; sähköinen herkkyys; sekä kemiallinen, lämpö- ja dimensionaalinen vakaus.

SiPo on helposti kierrätettävissä ja se ylläpitää hyvää sähköistä herkkyyttä jopa 2000 taivutusjakson jälkeen. Sillä on myös huomattavasti alhaisempi arkkiresistanssi taivutuksen ja venytyksen aikana kuin tavanomaisilla metallipohjaisilla joustavilla johteilla ja se pysyy täysin toiminnassa mekaanisen kestävyystestin jälkeen.

Lisäksi se voi toimia kilohertsin (kHz) taajuuksilla sekä normaalissa että taivutusmuodossa.

Tutkijoiden mukaan uusi tekniikka on otettavissa käyttöön yksinkertaisen yksivaiheisen valmistustekniikan avulla. Siitä voisi tehdä esimerkiksi antureita massatuotannon tasolla vaarantamatta ympäristöä.

Aiheesta aiemmin:

Läpinäkyvä joustava materiaali silkistä ja nanoputkista

21.02.2020Vauhdikkaita muistirakenteita
20.02.2020Kierrätystä ja palonestoa
19.02.2020Nestepisaroilla jopa viiden voltin jännite
18.02.2020Kuitusiirron ennätyskapasiteetti
17.02.2020Kubitteja keinoatomeista
14.02.2020Kohinalla hehkuttaen
14.02.2020Tehokkaampia sähkökatalyyttisiä reaktioita
12.02.2020Elektroninen nenä MOF-materiaaleista
11.02.2020Uudenlainen elektrodirakenne tehokkaamille akuille
10.02.2020Kvanttitiedonsiirtoa nykyisissä kuituverkoissa
07.02.2020Uusi kvasihiukkanen löydetty: Pi-ton
06.02.2020Resonaattorit hidastavat valoa
05.02.2020Nanoputkien rullasta uudenlaista materiaalia
04.02.2020Tehokkaampaa terahertsitaajuuksien ilmaisua
03.02.2020Ensimmäinen yksikerroksinen amorfinen kalvo
31.01.20205000 vuotta kestävä paristo
30.01.2020Uusia vihjeitä suprajohtavuudesta
29.01.2020Litiumakuille pidempiä ajomatkoja?
28.01.2020Kvanttilämpöä ja kvanttilomittumista mittaillen
27.01.2020Laserdiodi emittoi syvää UV-valoa
24.01.2020Keinoiho magnetismia tunnistavin anturein
23.01.2020Kiertymä muokkaa kaistaeroa
22.01.2020Yleismuistin virstanpylväs
21.01.2020Ensimmäinen antiferromagneettinen topologinen kvanttimateriaali
20.01.2020Nanoantenneja tiedonsiirtoon
17.01.2020Muisteja erittäin kylmään laskentaan
16.01.2020Laskentaa molekyyleillä
16.01.2020Konenäölle nyt myös konesilmät
14.01.2020Piin kvanttibiteillä uusiin ulottuvuuksiin
13.01.2020Uusi menetelmä kestäville GaN-transistoreille
10.01.2020Hiukkaskiihdytin mikropiirille
09.01.2020Biologista energiantuottoa
08.01.2020Kvanttiteleportaatio piifotonisella sirulla
07.01.2020Kohti spintronisia MRAM-muisteja
07.01.2020Tehokas litium-rikki akku
03.01.2020Pieniä parannuksia litiumioni-akuille
02.01.2020Kvanttimateriaalia vaikkapa naamiointiin
02.01.2020Perovskiiteistä löytyy yllätyksiä
31.12.2019Lämpökytkin polymeeristä
30.12.2019Elektroniikka valon nopeudella
23.12.2019Turvallista ja käytännöllistä viestintää
20.12.2019Ferrosähköisyys yhdistää transistorit ja muistit
19.12.2019Kytkettäviä plasmoneja muoveihin
18.12.2019Magnonit töihin
17.12.2019Lämmönsiirtoa tyhjyyden läpi
16.12.2019Nailon ja taivutus vauhdittavat orgaanista elektroniikkaa
13.12.2019Viat saattavat tehostaa akkuja
12.12.2019Hiili ja pii jakavat ja yhdistävät fotoneja
11.12.2019Timanttien avulla parempia superkonkkia
10.12.2019Sähköis-optista tietotekniikkaa
09.12.2019Lämpösähköä hiilinanoputkilla
09.12.2019Valokuitua selluloosasta
05.12.2019Näppärä terahertsinen tekniikka
04.12.2019Palamattomia litium-akkuja
03.12.2019Bittejä ja simulointia atomien mittakaavassa
02.12.2019Metallijohde Cooperin pareilla
29.11.2019Plasmoniikan avulla edullinen monispektrikamera
28.11.2019Hiilinanoputket pääsevät vauhtiin
27.11.2019Löytö ferrosähköisissä tuplaa potentiaalin
26.11.2019Antenni lämpösäteilylle
25.11.2019Jatkuvuutta Mooren laille
22.11.2019Skyrmioneja huonelämpötilassa
21.11.2019Hukkalämpö sähköksi uusin keinoin
20.11.2019Keinotekoiset lehdet tuottavat kaasua ja nesteitä
18.11.2019Fotonikytkin CMOS-piireille
15.11.2019Parempia langattomia anturitekniikoita
13.11.2019Uudenlaisia fotonisia nestekiteitä
12.11.2019Onnistumisia orgaanisissa
11.11.2019Kohti älykkäitä mikrorobotteja
09.11.2019Suomen suurin valtti kybersodassa on luottamus
08.11.2019Jäähdytystekniikkaa 3D-elektroniikalle vaikka avaruuteen
07.11.2019Uusia tiloja grafeenin taikakulmassa
06.11.2019Kohti antiferromagneettisia muisteja
05.11.2019Muuntaa 2D-tasot pehmeiksi ja joustaviksi 3D-rakenteiksi
04.11.2019Tarkempia kiderakenteita ja proteiineja aurinkokennoihin
01.11.2019Kvanttiakussa ei synny häviöitä
31.10.2019Keinoja ja visioita 2D-materiaalien käytölle
30.10.2019Käteviä ADC- ja DAC-muuntimia IoT-aikakaudelle
29.10.2019Kvanttipisteitä edullisesti ja tarkasti
25.10.2019Paljonko on kvanttilaskennan ylivoima?
24.10.2019Tehokkaampia superkondensaattoreita
23.10.2019Uudenlaisia kalvoja hiilinanoputkista
22.10.2019Valolla kohti huonelämpöistä kvanttitietokonetta
21.10.2019Japanissa kokeiltiin petabitin verkkoyhteyksiä
18.10.2019Suprajohtavuutta moduloiden
17.10.2019Spin- ja varausvirran hallintaa
16.10.2019Spektrometriaa sirupiirillä
15.10.2019Uusia ulottuvuuksia printtielektroniikalle
14.10.2019Löytö energiatehokkaalle elektroniikalle
11.10.2019Pikotiedettä ja uusia materiaaleja
10.10.2019Lomittumista 50 kilometrissä valokuitua
09.10.2019Koneoppiminen etsii uusia materiaaleja
08.10.2019Parhaat kahdesta maailmasta: Magnetismi ja Weyl -puolimetallit
07.10.2019Tehokkaampaa energian keruuta IoT-antureille
04.10.2019Uusia kierrätyskelpoisia akkukonsepteja
03.10.2019Supratekniikalla tehokkaampaa tietotekniikkaa
02.10.2019Paramagneettiset spinit tuottavat sähköä lämmöstä
01.10.2019Kolme kertaa parempi infrapunailmaisin
30.09.2019Yksisuuntainen radiotie synteettisellä Hall-efektillä
27.09.2019Katsaus kvanttilaskennan tekniikoihin

Näytä lisää »