p Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte criaram expansível, condutores transparentes que funcionam por causa do design "nano-acordeão" das estruturas. Os condutores podem ser usados ​​em uma ampla variedade de aplicações, como eletrônicos flexíveis, visores elásticos ou sensores vestíveis. p "Não há condutores, materiais transparentes e elásticos na natureza, então tivemos que criar um, "diz Abhijeet Bagal, um Ph.D. estudante de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State e autor principal de um artigo que descreve o trabalho.

p "Nossa técnica usa geometria para esticar materiais frágeis, que é inspirado por fontes que vemos na vida cotidiana, "Bagal diz." A única coisa diferente é que o tornamos muito menor. "

p Os pesquisadores começam criando um modelo de polímero tridimensional em um substrato de silício. O modelo tem o formato de uma série de idênticos, retângulos com espaçamento uniforme. O modelo é revestido com uma camada de óxido de zinco dopado com alumínio, que é o material condutor, e um polímero elástico é aplicado ao óxido de zinco. Os pesquisadores então invertem tudo e removem o silicone e o molde.

p O que é deixado para trás é uma série de simétricas, cristas de óxido de zinco em um substrato elástico. Como o óxido de zinco e o polímero são transparentes, a estrutura é transparente. E é esticável porque as cristas de óxido de zinco permitem que a estrutura se expanda e se contraia, como o fole de um acordeão.

p "Também podemos controlar a espessura da camada de óxido de zinco, e fizeram testes extensivos com camadas que variam de 30 a 70 nanômetros de espessura, "diz Erinn Dandley, um Ph.D. estudante de engenharia química e biomolecular na NC State e co-autor do artigo. “Isso é importante porque a espessura do óxido de zinco afeta a óptica da estrutura, propriedades elétricas e mecânicas. "

p Os modelos 3-D usados ​​no processo são projetados com precisão, usando nanolitografia, porque as dimensões de cada cume afetam diretamente a extensibilidade da estrutura. Quanto mais alto é cada cume, mais extensível é a estrutura. Isso ocorre porque a estrutura se estende por ter os dois lados de uma crista dobrando-se um do outro na base - como uma pessoa fazendo uma divisão.

p A estrutura pode ser esticada repetidamente sem quebrar. E embora haja alguma perda de condutividade na primeira vez que o nano-acordeão é esticado, o alongamento adicional não afeta a condutividade.

p "O mais interessante para nós é que esta abordagem combina engenharia com um toque de química de superfície para controlar com precisão a geometria do nano-acordeão, composição e, em última análise, suas propriedades materiais gerais, "diz Chih-Hao Chang, professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State e autor correspondente do artigo. "Agora estamos trabalhando em maneiras de melhorar a condutividade das estruturas de nano-acordeão. E, em algum momento, queremos encontrar uma maneira de aumentar o processo."

p Os pesquisadores também estão experimentando a técnica usando outros materiais condutores para determinar sua utilidade na criação de não transparentes, condutores elásticos.

p O papel, "Estruturas de nanoacordeão multifuncionais para condutores transparentes elásticos, "é publicado online no jornal Horizontes de materiais .