Strækbart, gennemsigtig varmelegeme lavet af metallisk glas

(Phys.org) —Forskere har fremstillet en strækbar og gennemsigtig elektrode, der kan bruges til applikationer såsom opvarmning af kropsdele og optøning af sidespejle på biler. Det er den første strækbare elektroniske enhed fremstillet af metallisk glas, som er et metal, der har en amorf (uordnet) struktur som et glas, i stedet for den stærkt ordnede krystallinske struktur, som metaller normalt har.

Forskerne, ledet af Ju-Young Kim og Jang-Ung Park ved Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) i Sydkorea, har udgivet et papir om den nye strækbare, gennemsigtige varmeapparater i en nylig udgave af Nano bogstaver .

Mens metalliske briller har eksisteret siden 1960'erne, de er ikke blevet bredt kommercialiseret. En del af problemet er, at de er dyre, og behandlingen kan være vanskelig, men en del af årsagen til den manglende kommercialisering er også, fordi materialerne stadig leder efter en ideel anvendelse. Indtil videre er de blevet undersøgt til brug som mobiltelefonhylstre, kirurgiske instrumenter, og golfkøller, blandt andre, men ingen af ​​disse områder har opnået stor kommerciel succes.

Den nye undersøgelse viser, at metalliske briller har flere egenskaber, der gør dem tiltalende til bærbar elektronik. Nogle af disse egenskaber inkluderer iboende fleksibilitet, gennemsigtighed, og stabilitet under varme og fugtige forhold.

"Vi synes, at metalliske glass duktile egenskaber er velegnede til strækbare, gennemsigtige elektroder og varmeapparater, "Fortalte Park Phys.org .

Forskerne valgte at arbejde med et metallisk glas fremstillet af en kobber-zirkoniumlegering. De skabte en sammenfiltret bane af de to metaller ved at deponere dem på et offerpolymerbanestillads. Den resulterende metalbane - eller "nanotrough network" - kan derefter overføres til et fleksibelt og gennemsigtigt substrat og, på grund af metallernes ledende karakter, bruges som elektrode.

For at gøre denne elektrode til en varmelegeme, forskerne indlejrede metalglasbanen i et silikone materiale (PDMS), og derefter tilsluttet den til en spænding. Den strækbare, transparent varmepude kunne nå en temperatur på op til 180 ° C (356 ° F), mens den blev strakt til mere end halvanden gang sin oprindelige længde med en ubetydelig ændring i modstand. Forskerne har også designet et program, der giver en bruger mulighed for trådløst at styre temperaturen med sin telefon, demonstrere, hvordan enheden kan bruges som et hudplaster til termoterapi.

Da varmeapparatet er gennemsigtigt, den kunne også integreres i sidespejlet på en bil, hvor dens høje temperatur hurtigt kunne optø spejlet på en kold dag.

I øjeblikket, forskerne arbejder på at udvikle masseproduktionssystemer til kommercialisering af den nye elektrode.

Andre materialer, der er blevet brugt til strækbar og gennemsigtig elektronik, omfatter carbon nanorør, metal nanotråde, ledende polymerer, og grafen. Resultaterne her viser, at metalglassets kemiske stabilitet såvel som dets mekaniske og optoelektroniske egenskaber er sammenlignelige med eller i nogle tilfælde bedre end de tidligere materialer. På grund af disse lovende resultater, forskerne planlægger at undersøge potentialet ved metalliske briller til mange andre strækbare og gennemsigtige enheder i fremtidig forskning.

© 2016 Phys.org