p Os pesquisadores descobriram um novo extensível, condutor transparente que pode ser dobrado ou esticado e solto, resultando em uma grande curvatura ou uma deformação significativa, pelo menos 10, 000 vezes sem mostrar sinais de cansaço. p Esta é uma etapa crucial na criação de uma nova geração de eletrônicos dobráveis ​​- pense em uma televisão de tela plana que pode ser enrolada para facilitar o transporte - e dispositivos médicos implantáveis. O trabalho, publicado segunda-feira no Proceedings of the National Academy of Sciences , pares de nanomesh de ouro com um substrato extensível feito com polidimetilsiloxano, ou PDMS.

p O substrato é esticado antes que a nanomesh de ouro seja colocada sobre ele - um processo conhecido como "pré-esticamento" - e o material não mostrou nenhum sinal de fadiga quando esticado ciclicamente para uma deformação de mais de 50 por cento.

p A nanomesh de ouro também se mostrou favorável ao crescimento celular, indicando que é um bom material para dispositivos médicos implantáveis.

p A fadiga é um problema comum para pesquisadores que tentam desenvolver um sistema flexível, condutor transparente, fazendo muitos materiais que têm boa condutividade elétrica, flexibilidade e transparência - todos os três são necessários para eletrônicos dobráveis ​​- se desgastam muito rapidamente para serem práticos, disse Zhifeng Ren, um físico da Universidade de Houston e investigador principal do Texas Center for Superconductivity, quem foi o autor principal do artigo.

p O novo material, produzido por litografia de contorno de grão, resolve esse problema, ele disse.

p Além de Ren, outros pesquisadores do projeto incluíram Chuan Fei Guo e Ching-Wu "Paul" Chu, ambos de UH; Zhigang Suo, Qihan Liu e Yecheng Wang, todos da Harvard University, e Guohui Wang e Zhengzheng Shi, ambos do Houston Methodist Research Institute.

p Na ciência dos materiais, "fadiga" é usada para descrever o dano estrutural a um material causado por movimento ou pressão repetidos, conhecido como "ciclo de deformação". Dobre um material várias vezes, e fica danificado ou quebra. Isso significa que os materiais não são duráveis ​​o suficiente para eletrônicos de consumo ou dispositivos biomédicos.

p "Os materiais metálicos costumam exibir fadiga de alto ciclo, e a fadiga tem sido uma doença mortal para os metais, "escreveram os pesquisadores.

p "Enfraquecemos a restrição do substrato tornando a interface entre a nanomesh Au (ouro) e o PDMS escorregadia, e esperar que a nanomesh Au alcance superstretchability e alta resistência à fadiga, "eles escreveram no jornal." Livre de fadiga aqui significa que tanto a estrutura quanto a resistência não mudam ou têm pouca mudança após muitos ciclos de deformação. "

p Como resultado, eles relataram, "a nanomesh de Au não exibe fadiga por deformação quando é esticada em 50 por cento por 10, 000 ciclos. "

p Muitas aplicações requerem um alongamento menos dramático - e muitos materiais quebram com muito menos alongamento - então a combinação de uma faixa suficientemente grande para alongamento e a capacidade de evitar a fadiga ao longo de milhares de ciclos indica um material que permaneceria produtivo por um longo período de tempo , Ren disse.

p A litografia de contorno de grão envolveu um processo de metalização lift-off de bicamada, que incluiu uma camada de máscara de óxido de índio e uma camada sacrificial de óxido de silício e oferece um bom controle sobre as dimensões da estrutura da malha.

p Os pesquisadores usaram células de fibroblastos embrionários de camundongo para determinar a biocompatibilidade; naquela, junto com o fato de que a elasticidade da nanomesh de ouro em um substrato escorregadio se assemelha ao bioambiente de tecidos ou superfícies de órgãos, sugerem que a nanomesh "pode ​​ser implantada no corpo como um eletrodo de marca-passo, uma conexão com as terminações nervosas ou o sistema nervoso central, um coração batendo, e assim por diante, " eles escreveram.

p O laboratório de Ren relatou a mecânica de fazer um novo material elétrico transparente e elástico, usando nanomesh de ouro, em um artigo publicado em Nature Communications em janeiro de 2014.

p Este trabalho expande isso, produzindo o material de uma maneira diferente para permitir que ele permaneça livre de fadiga por milhares de ciclos.