Исследователи разработали электроды, используя световое воздействие.
Новый подход, разработанный шведскими учеными из Линчёпингского и Лундского университетов, позволяет формировать электроды из электропроводящего пластика под воздействием видимого света, исключая использование агрессивных химикатов. Данное открытие позволяет наносить электроды на разнообразные поверхности, что открывает перспективы для создания инновационной электроники и медицинских датчиков.
«Это, безусловно, прорывной метод, представляющий собой альтернативный путь к изготовлению электроники. Он характеризуется простотой и отсутствием необходимости в дорогостоящем оборудовании», – отмечает Ксенофон Стракозас, доцент лаборатории органической электроники LOE при Линчёпингском университете.
В LOE проводятся исследования проводящих пластиков, также известных как сопряжённые полимеры, с целью разработки передовых технологий для применения в медицине и энергетике. Эти полимеры сочетают в себе электропроводность, свойственную металлам и полупроводникам, с гибкостью, характерной для пластика.
Полимеры представляют собой длинные цепи, состоящие из углеводородных звеньев, называемых мономерами. Процесс соединения мономеров, известный как полимеризация, традиционно требует применения сильных, а иногда и токсичных химических веществ, что ограничивает масштабируемость и применение технологии, в частности, в медицинской сфере.
Новый метод использует видимый свет для инициирования полимеризации благодаря специально разработанным водорастворимым мономерам. Это исключает необходимость в токсичных реагентах, вредном УФ-излучении и дополнительных этапах обработки.
«Возможность нанесения электродов на различные материалы, включая стекло, текстиль и кожу, открывает широкие перспективы для применения», – подчеркивает Ксенофон Стракозас.
Процесс включает нанесение раствора мономеров на подложку и последующее формирование электродов сложной формы посредством лазерного или иного источника света. Неполимеризованный раствор легко удаляется, оставляя сформированные электроды.
«Важнейшим свойством материала является его электропроводность, как электронной, так и ионной. Это обеспечивает естественное взаимодействие с организмом, а щадящий химический состав обеспечивает тканевую совместимость, что крайне важно для медицинских применений», — говорит Тобиас Абрахамссон, ведущий автор статьи, опубликованной в журнале Angewandte Chemie.
В ходе испытаний на анестезированных мышах была продемонстрирована возможность нанесения электродов на кожу. Результаты показали значительное улучшение в регистрации низкочастотной активности мозга (ЭЭГ) по сравнению с традиционными металлическими электродами.
Тобиас Абрахамссон заключает: «Поскольку этот метод подходит для различных поверхностей, возможно создание датчиков, интегрированных в одежду. Кроме того, он открывает путь к крупномасштабному производству органических электронных схем без использования опасных растворителей.»