(Phys.org) —Os cientistas fabricaram um circuito elétrico flexível que, quando cortado em duas partes, pode se reparar e restaurar totalmente sua condutividade original. O circuito é feito de um novo gel que possui uma combinação de propriedades que normalmente não são vistas juntas:alta condutividade, flexibilidade, e autocura à temperatura ambiente. O gel pode potencialmente oferecer autocura para uma variedade de aplicações, incluindo eletrônicos flexíveis, robótica suave, peles artificiais, próteses biomiméticas, e dispositivos de armazenamento de energia.

Os pesquisadores, liderado por Guihua Yu, professor assistente da Universidade do Texas em Austin, publicaram um artigo sobre o novo gel de autocura em uma edição recente da Nano Letras .

As propriedades do novo gel surgem de sua composição híbrida de dois géis:um gel supramolecular, ou 'supergel', é injetado em uma matriz de hidrogel de polímero condutor. Como explicam os pesquisadores, esta estratégia "convidado para hospedeiro" permite que as características químicas e físicas de cada componente sejam combinadas.

O supergel, ou o "convidado, "fornece a capacidade de autocura devido à sua química supramolecular. Como um conjunto supramolecular, consiste em grandes subunidades moleculares, em vez de moléculas individuais. Devido ao seu grande tamanho e estrutura, a montagem é mantida unida por interações muito mais fracas do que as moléculas normais, e essas interações também podem ser reversíveis. Essa reversibilidade é o que dá ao supergel sua capacidade de agir como uma "cola dinâmica" e se remontar.

Enquanto isso, o hidrogel de polímero condutor, ou o "host, "contribui para a condutividade devido à sua rede 3D nanoestruturada que promove o transporte de elétrons. Como a espinha dorsal do gel híbrido, o componente de hidrogel também reforça sua resistência e elasticidade. Quando o supergel é injetado na matriz de hidrogel, ele envolve o hidrogel de forma a formar uma segunda rede, fortalecer ainda mais o gel híbrido como um todo.

Em seus experimentos, os pesquisadores fabricaram filmes finos do gel híbrido em substratos de plástico flexível para testar suas propriedades elétricas. Os testes mostraram que a condutividade está entre os maiores valores de géis híbridos condutores, e é mantida devido à propriedade de autocura, mesmo após flexão e alongamento repetidos. Os pesquisadores também demonstraram que, quando um circuito elétrico feito de gel híbrido é cortado, leva cerca de um minuto para que o circuito se autocure e recupere sua condutividade original. O gel autocura mesmo depois de ser cortado várias vezes no mesmo local.

Os pesquisadores explicaram que o material condutor de autocura tem uma variedade de aplicações potenciais.

"O gel condutor autocurativo que desenvolvemos pode ser aplicado em muitas áreas tecnológicas, de eletrônicos flexíveis / extensíveis, peles artificiais, dispositivos de armazenamento e conversão de energia, para dispositivos biomédicos, "Yu disse Phys.org . "Por exemplo, o gel pode ser potencialmente usado em biossensores implantáveis ​​como eletrodos flexíveis, porém autocuráveis, garantindo a durabilidade desses dispositivos. E em dispositivos de energia, por exemplo, o gel pode funcionar como materiais aglutinantes para eletrodos de bateria avançados em baterias de íon-lítio de alta densidade, onde eletrodos de alta capacidade podem sofrer alterações substanciais de volume. "

Os pesquisadores também esperam que, combinando química supramolecular e nanociência de polímero, os géis híbridos resultantes podem fornecer uma estratégia útil para projetar novos materiais de autocura.

"Estamos planejando investigar os mecanismos fundamentais das propriedades de autocura dos géis supramoleculares e entender melhor como os diferentes fatores-chave, como diferentes íons de metal, as geometrias das moléculas, e as interações entre a supramolécula e diferentes solventes, afetam as características de autocura, "Yu disse." Uma compreensão fundamental mais profunda permitirá que melhores materiais sejam desenvolvidos. Enquanto isso, de um ponto de vista mais 'prático', alguns esforços de pesquisa (junto com nossos colaboradores) serão dedicados ao desenvolvimento de estratégias sintéticas escalonáveis ​​de supramoléculas e géis híbridos de autocura com ainda melhor resistência mecânica e elasticidade, para aplicações potenciais desses géis de autocura em diferentes áreas de tecnologia. "

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