Uma equipe de pesquisadores da Faculdade de Engenharia da Texas A&M University desenvolveu um revestimento condutor mecanicamente robusto que pode manter o desempenho sob forte alongamento e flexão.

Esticável, eletrônicos flexíveis e dobráveis ​​são cruciais para o desenvolvimento de tecnologias emergentes, como monitores adaptáveis, pele artificial, e dispositivos biométricos e vestíveis. Isso apresenta um desafio único de equilibrar desempenho eletrônico e flexibilidade mecânica. A dificuldade está em encontrar um material que resista a uma ampla gama de deformações, como alongamento, dobrando e torcendo, tudo isso mantendo a condutividade elétrica. Somando-se ao desafio, está a necessidade de que essa condutividade seja projetada em uma variedade de superfícies diferentes, como pano, fibra, vidro ou plástico.

Uma equipe colaborativa do Departamento de Engenharia Química Artie McFerrin e do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais liderada pela Dra. Jodie Lutkenhaus, professor associado e titular da bolsa William and Ruth Neely Faculty Fellowship, resolveu este problema através do desenvolvimento de um novo extensível agnóstico de superfície, revestimento condutor dobrável e dobrável, abrindo a porta para uma ampla variedade de eletrônicos flexíveis.

Carbonetos metálicos bidimensionais (MXenes) foram escolhidos como o foco principal da pesquisa, já que pesquisas anteriores mostraram que eles têm uma condutividade semelhante à metálica. A pesquisa anterior sobre MXenes se concentrou principalmente nos materiais na forma de folhas. Embora essas folhas tenham a condutividade desejada, eles não são extensíveis e sua integração em superfícies diferentes não foi mostrada.

Em vez de usar folhas MXene, a equipe de pesquisa da Texas A&M criou revestimentos MXene através da adsorção sequencial de folhas MXene carregadas negativamente e polieletrólitos carregados positivamente usando um processo de montagem aquoso conhecido como montagem camada por camada (LbL) (ver imagem 1-A). Os resultados deste processo, descrito em profundidade na última edição da Avanços da Ciência , demonstrar que os revestimentos multicamadas MXene que podem sofrer deformação mecânica em grande escala, mantendo um alto nível de condutividade (veja o vídeo). A equipe também depositou com sucesso os revestimentos multicamadas MXene em uma folha de polímero flexível, silicones extensíveis, fibra de náilon, vidro e silicone.