С помощью видимого света можно создавать электроды из проводящего пластика без использования опасных химических веществ. Это показано в новом исследовании, проведённом учёными из университетов Линчёпинга и Лунда в Швеции. Электроды можно создавать на различных типах поверхностей, что открывает возможности для производства нового типа электроники и медицинских датчиков.
«Я думаю, что это своего рода прорыв. Это еще один способ создания электроники. Он проще и не требует дорогостоящего оборудования», — говорит Ксенофон Стракозас, доцент Лаборатории органической электроники LOE Линчепингского университета.
Исследователи из LOE работают с проводящими пластиками, также известными как сопряжённые полимеры, для разработки новых технологий в таких областях, как медицина и возобновляемая энергетика. Сопряжённые полимеры сочетают в себе электрические свойства металлов и полупроводников с гибкостью пластика.
Полимеры состоят из длинных цепочек углеводородов. Каждое звено в цепочке называется мономером. Когда мономеры соединяются, образуются полимеры. Этот процесс, называемый полимеризацией, часто проводится с использованием сильных, а иногда и токсичных химических веществ, что ограничивает возможность его масштабирования и использования технологии, например, в медицине.
Исследователи разработали метод, позволяющий проводить полимеризацию только с помощью видимого света. Это стало возможным благодаря специально разработанным водорастворимым мономерам. Таким образом, для создания электродов не требуются токсичные химические вещества, вредное ультрафиолетовое излучение или последующие процессы.
«Электроды можно создавать на различных поверхностях, таких как стекло, текстиль и даже кожа. Это открывает широкие возможности для применения», — говорит Ксенофон Стракосас.
На практике раствор, содержащий мономеры, можно нанести на подложку. С помощью лазера или другого источника света можно создать электроды сложной формы прямо на поверхности. Неполимеризованный раствор можно смыть, и электроды останутся.
«Электрические свойства материала находятся на его переднем крае. Поскольку материал проводит как электроны, так и ионы, он может естественным образом взаимодействовать с организмом, а щадящая химическая формула обеспечивает его переносимость тканями — сочетание, которое имеет решающее значение для применения в медицине», — говорит Тобиас Абрахамссон, ведущий автор статьи, опубликованной в научном журнале Angewandte Chemie.
Исследователи протестировали технологию, нанеся фотошаблон электродов на кожу мышей, находящихся под наркозом. Результаты показывают явное улучшение в регистрации низкочастотной активности мозга по сравнению с традиционными металлическими электродами для ЭЭГ.
«Поскольку этот метод работает на разных поверхностях, можно представить себе датчики, встроенные в одежду. Кроме того, этот способ можно использовать для крупномасштабного производства органических электронных схем без применения опасных растворителей», — заключил Тобиас Абрахамссон.
