所有的塑料都是聚合物,也就是说,其分子链像珠子一样串在一起。他们选定的塑料实际上是由紧密缠绕在一起的两种不同聚合物组成:其中一种聚合物是电导体,而另一种是制造塑料过程中必需的聚合物。当这两种聚合物结合时,产生了一种类似一串脆性球状结构相连的塑料,其具备导电特性,但不具备柔韧性。 研究人员认为,如果能找到合适的分子添加剂来分离这两种紧密缠绕的聚合物,就能够防止这种脆性结晶,从而给塑料带来更大的拉伸能力。但是,有一点必须小心谨慎:向导电体添加材料通常容易削弱其电信号传输能力。 经过了超过20种不同的分子添加剂测试后,研究者终于找到了一种合适的分子添加剂,这种分子类似于工业厨房中用于增稠汤的添加剂分子。这种分子添加剂将原始塑料分子结构中成块的脆性分子结构转化为带孔的鱼网结构,从而使得材料具备拉伸和变形能力。 测试结果表示,这种新材料在拉伸至原始长度两倍时,导电性竟略有增加。并且,即使当拉伸至其原始长度的八倍时,材料的导电特性仍然很好。 鲍哲南称,“我们最初认为,如果添加绝缘材料,得到的材料的导电性将会变得非常差,特别是我们的添加量还比较大。”但是,由于研究者对于如何调整分子结构组装具有非常精准的理解,从而获得了双赢的结果:不仅保持材料原有的最高电导特性,同时将其变成非常坚韧和有弹性的柔性材料。 “通过在分子水平上了解塑料分子的相互作用,我们能够开发出像皮肤一样柔软、有弹性的电子设备,并且同时保有优异的导电特性,”Wang说。 编辑:李小李 参考:Yue Wang et al. A highly stretchable,transparent, and conductive polymer, Science Advances (2017). DOI: 10.1126/sciadv.1602076 https://phys.org/news/2017-03-plastic-electrode-rubber-electricity-wires.html (责任编辑:本港台直播) |