Sådan binder guld til silikonegummi

Fleksible elektroniske dele kan forbedre medicinske implantater betydeligt. Imidlertid, elektrisk ledende guldatomer binder sig ikke let til silikoner. Forskere fra universitetet i Basel har nu modificeret kortkædede silikoner for at opbygge stærke bindinger til guldatomer. Resultaterne er blevet offentliggjort i tidsskriftet Avancerede elektroniske materialer .

Ultratynde og kompatible elektroder er afgørende for fleksible elektroniske dele. I medicinske implantater, udfordringen ligger i valget af materialer, som skal være biokompatible. Silikoner var særligt lovende til anvendelse i den menneskelige krop, fordi de ligner det omgivende menneskelige væv i elasticitet og elasticitet. Guld har også fremragende elektrisk ledningsevne, men binder kun svagt til silikone, hvilket resulterer i ustabile strukturer.

Et tværfagligt forskerhold fra Biomaterials Science Center og Institut for Kemi ved Universitetet i Basel har udviklet en procedure, der gør det muligt at binde enkelte guldatomer til enderne af polymerkæder. Denne procedure gør det muligt at danne stabile og homogene todimensionelle guldfilm på silikonemembraner. Dermed, for første gang, ultratynde ledende lag på silikonegummi kan bygges.

Tilgangen involverer termisk fordampning af organiske molekyler og guldatomer under højvakuumforhold, resulterer i ultratynde lag. For det andet deres dannelse fra individuelle øer til en sammenflydende film kan overvåges med atomær præcision ved hjælp af ellipsometri. Brug af masker, de resulterende sandwichstrukturer kan omdanne elektrisk energi til mekanisk arbejde svarende til menneskelige muskler.

Energisk silikonegummi

I fremtiden, disse dielektriske kunstige muskler kunne tjene som tryksensorer og endda bruges til at høste elektrisk energi fra kropsbevægelser. Til dette formål, silikonemembranerne er klemt mellem elektroderne. Den relativt bløde silikone deformeres derefter i henhold til den påførte spænding.

Silikonemembranerne fremstillet i undersøgelsen var flere mikrometer tykke og krævede høje spændinger for at nå den ønskede belastning. Disse nye nanometertynde silikonemembraner med ultratynde guldelektroder tillader drift gennem konventionelle batterier. At udvikle et levedygtigt produkt, omkostningerne skulle reduceres drastisk. Imidlertid, Dr. Tino Töpper, første forfatter til undersøgelsen, er optimistisk:"Den perfekte eksperimentelle kontrol under fremstillingsprocessen af ​​de nanometertynde sandwichstrukturer er et solidt grundlag for langsigtet stabilitet - en nøgleforudsætning for medicinske anvendelser."