Los científicos crean un nuevo e innovador hormigón verde usando grafeno

Los científicos crean un nuevo e innovador hormigón “verde” usando grafeno

No solo es más resistente y duradero, sino que también es más resistente al agua Al incluir el grafeno, se pueden reducir la cantidad de materiales necesarios para fabricar hormigón en aproximadamente un 50% Un nuevo hormigón más verde, más fuerte y más duradero que se fabrica utilizando el innovador grafeno podría revolucionar la industria […]

  • No solo es más resistente y duradero, sino que también es más resistente al agua
  • Al incluir el grafeno, se pueden reducir la cantidad de materiales necesarios para fabricar hormigón en aproximadamente un 50%

Un nuevo hormigón más verde, más fuerte y más duradero que se fabrica utilizando el innovador grafeno podría revolucionar la industria de la construcción.

Expertos de la Universidad de Exeter han desarrollado una nueva técnica pionera que utiliza tecnología de nanoingeniería para incorporar el grafeno a la producción de hormigón tradicional.

El nuevo material compuesto, que es más del doble de resistente y cuatro veces más resistente al agua que los hormigones existentes, puede ser utilizado directamente por la industria de la construcción en los sitios de construcción. Todas las muestras de hormigón probadas están de acuerdo con los estándares británicos y europeos para la construcción.

Fundamentalmente, el nuevo material de concentre reforzado con grafeno también redujo drásticamente la huella de carbono de los métodos convencionales de producción de hormigón, por lo que es más sostenible y respetuoso con el medio ambiente.

El equipo de investigación insiste en que la nueva técnica podría allanar el camino para que otros nanomateriales se incorporen al hormigón, y así modernizar aún más la industria de la construcción en todo el mundo.

La investigación se publica en la revista Advanced Functional Materials, el lunes 23 de abril de 2018.

La profesora Mónica Craciun, coautora del trabajo y del departamento de ingeniería de Exeter, dijo: “Nuestras ciudades enfrentan una presión creciente debido a los desafíos globales sobre la contaminación, la urbanización sostenible y la resiliencia ante eventos naturales catastróficos, entre otros.

“Este nuevo material compuesto es un cambio absoluto en términos de refuerzo del hormigón tradicional para satisfacer estas necesidades. No solo es más resistente y duradero, sino que también es más resistente al agua, por lo que es especialmente adecuado para la construcción en áreas que requieren trabajos de mantenimiento y son difíciles de acceder.

“Sin embargo, quizás lo más importante es que, al incluir el grafeno, podemos reducir la cantidad de materiales necesarios para fabricar hormigón en aproximadamente un 50 por ciento, lo que lleva a una reducción significativa de 446 kg / tonelada de las emisiones de carbono.

Las células solares orgánicas alcanzan una eficiencia récord

Las células solares orgánicas alcanzan una eficiencia récord, punto de referencia para la comercialización

Tendrían una eficiencia del 15 % y una vida útil de 20 años Podrían producir electricidad a un costo de menos de 7 céntimos por kilovatio-hora Los investigadores de la Universidad de Michigan han demostrado que las células solares orgánicas pueden lograr una eficiencia del 15 por ciento, gracias a un avance que hace que […]

  • Tendrían una eficiencia del 15 % y una vida útil de 20 años
  • Podrían producir electricidad a un costo de menos de 7 céntimos por kilovatio-hora

Los investigadores de la Universidad de Michigan han demostrado que las células solares orgánicas pueden lograr una eficiencia del 15 por ciento, gracias a un avance que hace que un tipo de célula solar más flexible y económica sea comercialmente viable.

Este nivel de eficiencia se encuentra en el rango de muchos paneles solares, o fotovoltaicos, actualmente en el mercado.

“La energía fotovoltaica orgánica puede reducir el costo total del sistema de energía solar, convirtiendo a la energía solar en una fuente de energía limpia realmente ubicua”, dice Stephen Forrest, profesor de ingeniería de la Universidad Distinguida Peter A. Franken y profesor de ingeniería Paul G. Goebel, que lideró el trabajo.

Con una eficiencia del 15 por ciento y una vida útil de 20 años, los investigadores estiman que las células solares orgánicas podrían producir electricidad a un costo de menos de 7 céntimos por kilovatio-hora. En comparación, el costo promedio de la electricidad en los EE. UU. Fue de 10.5 centavos por kilovatio-hora en 2017, según la Administración de Información de Energía de EE. UU.

Las células solares orgánicas incorporan carbono en su construcción para ofrecer varias ventajas sobre las células “inorgánicas” convencionales. Los paneles solares inorgánicos a base de silicio son costosos de fabricar, compuestos de láminas gruesas y rígidas que requieren puntos de instalación fijos.

Pero las células solares orgánicas a base de carbono podrían fabricarse económicamente en rollos que sean lo suficientemente delgados como para doblarse y curvarse alrededor de las estructuras o dentro de la ropa, e incorporar cualquier color, incluso transparente, para mezclarse con su entorno.

A pesar de establecer una eficiencia récord, el equipo cree que pueden impulsar su progreso aún más.

“Podemos mejorar la absorción de la luz para aumentar la corriente eléctrica y minimizar la pérdida de energía para aumentar el voltaje”, dice Xiaozhou Che. “De acuerdo con los cálculos, se espera una eficiencia del 18 por ciento en el futuro cercano para este tipo de dispositivo multiunión”.

Turbocompresion de pilas de combustible

Turbocompresión de pilas de combustible con un catalizador multifuncional

El catalizador es 8 veces más rápido Impulsar automóviles limpios y eficientes es solo una de las formas en que la tecnología de células de combustible podría acelerar a la humanidad hacia un futuro energético sostenible, pero desafortunadamente la tecnología ha sido un poco lenta. Ahora, los ingenieros pueden esencialmente cargar las celdas de combustible […]

  • El catalizador es 8 veces más rápido

Impulsar automóviles limpios y eficientes es solo una de las formas en que la tecnología de células de combustible podría acelerar a la humanidad hacia un futuro energético sostenible, pero desafortunadamente la tecnología ha sido un poco lenta. Ahora, los ingenieros pueden esencialmente cargar las celdas de combustible con un nuevo catalizador.

La lentitud proviene de un cuello de botella químico, la tasa de procesamiento de oxígeno, un ingrediente clave que ayuda a las células de combustible, que están relacionadas con las baterías, a producir electricidad. El nuevo catalizador, un material de nanotecnología desarrollado por ingenieros del Georgia Institute of Technology, acelera notablemente el procesamiento de oxígeno y es el tema de un nuevo estudio.

En parte para dar cabida a las limitaciones del oxígeno, las pilas de combustible generalmente requieren combustible de hidrógeno puro, que reacciona con el oxígeno captado desde el aire, pero los costos de producción del hidrógeno han sido prohibitivos. El nuevo catalizador es un potencial cambio de juego.

“Puede convertir fácilmente combustible químico en electricidad con alta eficiencia”, dijo Meilin Liu, quien dirigió el estudio y es profesor de Regents en la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Georgia Tech. “Puede permitirle usar combustibles fácilmente disponibles como metano o gas natural o simplemente usar combustible de hidrógeno de manera mucho más eficiente”, dijo Liu.

Catalizador 8 veces más rápido

El catalizador logra la eficiencia al acelerar el oxígeno a través del sistema de una celda de combustible. “Es más de ocho veces más rápido que los materiales de vanguardia que hacen lo mismo ahora”, dijo Yu Chen, investigador asociado postdoctoral en el laboratorio de Liu y el primer autor del estudio.

Hay algunos tipos de células de combustible, pero los investigadores trabajaron para mejorar las células de combustible de óxido sólido, que se encuentran en algunos prototipos de coches de pila de combustible. Los conocimientos de investigación también podrían ayudar a perfeccionar los supercondensadores y la tecnología combinada con paneles solares, con lo que se avanza en la energía sostenible más allá del potencial inmediato del nuevo catalizador para mejorar las células de combustible.

El sensor de fibra optica compacto

El sensor de fibra óptica compacto ofrece análisis sensibles en espacios estrechos

Los investigadores han desarrollado un nuevo sensor flexible con alta sensibilidad que está diseñado para realizar una variedad de análisis químicos y biológicos en espacios muy pequeños. El tamaño pequeño del sensor significa que podría ser utilizado potencialmente dentro de los vasos sanguíneos. Con un desarrollo adicional, el sensor podría usarse para detectar sustancias químicas, […]

Los investigadores han desarrollado un nuevo sensor flexible con alta sensibilidad que está diseñado para realizar una variedad de análisis químicos y biológicos en espacios muy pequeños. El tamaño pequeño del sensor significa que podría ser utilizado potencialmente dentro de los vasos sanguíneos. Con un desarrollo adicional, el sensor podría usarse para detectar sustancias químicas, moléculas de ADN o virus específicos.

“Nuestro nuevo sensor de fibra tiene una estructura simple y es económico de hacer mientras que es lo suficientemente pequeño para mediciones muy sensibles en áreas estrechas”, dijo Chao Chen, miembro del equipo de investigación del Instituto de Óptica, Física y Mecánica Fina de Changchun, chino Academia de Ciencias, China. “En el futuro, podría usarse para detección química y biológica en una variedad de aplicaciones”.

El nuevo sensor consiste en una porción de 1 milímetro de longitud del extremo de una fibra óptica que se estrecha y se dobla en una configuración llamada cono S. Al detectar cambios en una propiedad óptica conocida como índice de refracción, el dispositivo puede detectar la concentración, el pH y otros parámetros químicos.

En la revista Optical Materials Express, los investigadores muestran que el diseño de sus sensores es nueve veces más sensible que otros sensores de índice de refracción de fibra cónica. También demuestran que las mediciones del dispositivo no se ven afectadas por los cambios de temperatura, lo que ayuda a garantizar un análisis preciso.

“El pequeño sensor podría usarse potencialmente en las refinerías para detectar fugas que podrían provocar un incendio o una explosión”, dijo Chen. “El dispositivo es sensible y requiere muy poca muestra para el análisis, características que podrían ser útiles para detectar contaminantes en los alimentos, por ejemplo”.

Los nanocables calentados por laser

Los nanocables calentados por láser producen una fusión nuclear a microescala

La fusión nuclear, el proceso que alimenta nuestro sol, ocurre cuando las reacciones nucleares entre los elementos ligeros producen reacciones más pesadas. También está sucediendo, a menor escala, en un laboratorio de la Universidad Estatal de Colorado. Utilizando un láser compacto pero potente para calentar matrices de nanohilos ordenados, los científicos y colaboradores de CSU […]

La fusión nuclear, el proceso que alimenta nuestro sol, ocurre cuando las reacciones nucleares entre los elementos ligeros producen reacciones más pesadas. También está sucediendo, a menor escala, en un laboratorio de la Universidad Estatal de Colorado.

Utilizando un láser compacto pero potente para calentar matrices de nanohilos ordenados, los científicos y colaboradores de CSU han demostrado la fusión nuclear a microescala en el laboratorio. Han logrado una eficiencia récord para la generación de neutrones: partículas subatómicas sin carga resultantes del proceso de fusión. Su trabajo se detalla en un artículo publicado en Nature Communications, y está dirigido por Jorge Rocca, Profesor Distinguido de la Universidad en ingeniería eléctrica y computación y física. El primer autor del artículo es Alden Curtis, un estudiante graduado de CSU.

Los experimentos de fusión controlados por láser se realizan típicamente en láseres de cientos de millones de dólares alojados en edificios del tamaño de un estadio. Tales experimentos generalmente están orientados a aprovechar la fusión para aplicaciones de energía limpia.

Por el contrario, el equipo de estudiantes, investigadores científicos y colaboradores de Rocca, trabajan con un láser de sobremesa de alta potencia y ultra rápido que construyeron desde cero. Usan su láser rápido y pulsado para irradiar un objetivo de cables invisibles y crean instantáneamente plasmas extremadamente calientes y densos, con condiciones que se aproximan a las del interior del sol. Estos plasmas provocan reacciones de fusión, emiten helio y destellos de neutrones energéticos.

En su experimento de Nature Communications, el equipo produjo una cantidad récord de neutrones por unidad de energía láser, unas 500 veces mejor que los experimentos que utilizan objetivos planos convencionales del mismo material. El objetivo de su láser era una serie de nanocables hechos de un material llamado polietileno deuterado. El material es similar al plástico de polietileno ampliamente utilizado, pero sus átomos de hidrógeno comunes son sustituidos por deuterio, un tipo más pesado de átomo de hidrógeno.

Hacer neutrones de fusión de manera eficiente, a pequeña escala, podría conducir a avances en la formación de imágenes basadas en neutrones y sondas de neutrones para obtener información sobre la estructura y las propiedades de los materiales. Los resultados también contribuyen a comprender las interacciones de la luz láser ultraintensa con la materia.

Metalentes multifuncionales se desbloquean con luz

Metalentes multifuncionales se desbloquean con luz

Nuevo dispositivo óptico plano quepuede cambiar radicalmente su función en función de la longitud de onda de la luz que refleja Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard han desarrollado un componente óptico plano que es simultáneamente un metaleno, un objetivo de microscopio que puede resolver detalles menores […]

  • Nuevo dispositivo óptico plano quepuede cambiar radicalmente su función en función de la longitud de onda de la luz que refleja

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard han desarrollado un componente óptico plano que es simultáneamente un metaleno, un objetivo de microscopio que puede resolver detalles menores que una longitud de onda de luz y un generador óptico de vórtice y holograma. Cada funcionalidad está controlada por una longitud de onda de luz diferente.

El avance de este nuevo dispositivo óptico plano es que puede cambiar radicalmente su función en función de la longitud de onda de la luz que refleja. Al vincular la funcionalidad a la longitud de onda, hemos abierto una amplia gama de nuevas posibilidades para metasuperfícies.

La investigación fue publicada en Nano Letters. En esta investigación, desacoplamos funciones en diferentes longitudes de onda”, dijo Zhujun Shi, primer autor del periódico y estudiante graduado en SEAS. Comparado con los dispositivos ópticos planos anteriores, este dispositivo tiene un grado extra de libertad que puede sintonizar en diferentes longitudes de onda. Por ejemplo, en un color, esta lente se comporta como un metaleno tradicional pero a otra longitud de onda, genera un haz de vórtice.

La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha protegido la propiedad intelectual relacionada con este proyecto y está explorando oportunidades de comercialización.

La lente se basa en la tecnología anterior desarrollada en Capasso Lab, que utilizaba diferentes luces polarizadas para cambiar la función de una lente. Pero dado que solo hay dos formas de luz polarizada circularmente, en el sentido de las agujas del reloj o en sentido antihorario, los investigadores podrían incorporar solo dos funciones diferentes en la meta-superficie.

“Al controlar la función del dispositivo con la longitud de onda, en lugar de la polarización que está unida a dos estados, hemos aumentado drásticamente la capacidad de información del objetivo”, dijo Mohammadreza Khorasaninejad, coautor del artículo y antiguo investigador postdoctoral en el laboratorio Capasso. . “Con esta tecnología, demostramos metalenos acromáticos en longitudes de onda azules, verdes, amarillas y rojas, dos generadores de haz y un holograma a todo color”.

Si bien esta no es la primera lente para atar la función a la longitud de onda, es la más eficiente. Los metalentes dependientes de la longitud de onda anterior codificaban diferentes funciones en diferentes áreas de la superficie; por ejemplo, la luz roja se enfocaría en un cuadrante y la luz azul en otro.

Existencia de nueva forma de materia electronica

Existencia de nueva forma de materia electrónica

Los investigadores han producido una demostración a escala humana de una nueva fase de la materia llamada aislantes topológicos cuádruplos (QIT) que recientemente se predijo utilizando la física teórica. Estos son los primeros hallazgos experimentales para validar esta teoría. El trabajo del equipo con QTI nació de la comprensión de hace una década de las […]

Los investigadores han producido una demostración a escala humana de una nueva fase de la materia llamada aislantes topológicos cuádruplos (QIT) que recientemente se predijo utilizando la física teórica. Estos son los primeros hallazgos experimentales para validar esta teoría.

El trabajo del equipo con QTI nació de la comprensión de hace una década de las propiedades de una clase de materiales llamados aislantes topológicos. Son aislantes eléctricos en el interior y conductores a lo largo de sus límites, y pueden tener un gran potencial para ayudar a construir computadoras y dispositivos robustos y de baja potencia, todos definidos a escala atómica.

Las propiedades poco comunes de los aislantes topológicos los convierten en una forma especial de materia electrónica. Las colecciones de electrones pueden formar sus propias fases dentro de los materiales. Pueden ser fases sólidas, líquidas y gaseosas familiares, como el agua, pero a veces también pueden formar fases más inusuales.

Los aislantes topológicos generalmente existen en materiales cristalinos y otros estudios confirman que las fases de aislantes topológicos están presentes en cristales naturales, pero todavía hay muchas predicciones teóricas que deben ser confirmadas.

Una de esas predicciones fue la existencia de un nuevo tipo de aislante topológico que tiene una propiedad eléctrica conocida como momento cuadripolar. Los electrones son partículas individuales que llevan carga en un material. Los científicos encontraron que los electrones en cristales pueden organizarse colectivamente para dar lugar no solo a cargar unidades dipolo, es decir, emparejamientos de cargas positivas y negativas, sino también a multipolos de orden alto en los que se unen cuatro u ocho cargas en una unidad. El miembro más simple de estas clases de orden superior son los cuádruplos en el que dos cargas positivas y dos negativas están acopladas.

La carrera cuántica acelera el desarrollo del chip cuántico de silicio

La carrera cuántica acelera el desarrollo del chip cuántico de silicio

La carrera mundial para crear procesadores cuánticos mejores y más confiables está progresando rápidamente. Un un equipo de científicos de TU Delft dirigido por el profesor Vandersypen mostraron que la información cuántica de un giro de electrones puede ser transportada a un fotón en un chip cuántico de silicio. Esto es importante para conectar bits […]

La carrera mundial para crear procesadores cuánticos mejores y más confiables está progresando rápidamente. Un un equipo de científicos de TU Delft dirigido por el profesor Vandersypen mostraron que la información cuántica de un giro de electrones puede ser transportada a un fotón en un chip cuántico de silicio. Esto es importante para conectar bits cuánticos a través del chip y permitir escalar hasta grandes cantidades de qubits. Su trabajo fue publicado en la revista Science.

La computadora cuántica del futuro podrá realizar cálculos mucho más allá de la capacidad de las computadoras actuales. Las superposiciones cuánticas y el enredo de bits cuánticos (qubits) hacen posible realizar cálculos paralelos. Los científicos y las empresas de todo el mundo se dedican a crear chips cuánticos cada vez mejores con cada vez más bits cuánticos. QuTech en Delft está trabajando duro en varios tipos de chips cuánticos.

Material familiar

El núcleo de los chips cuánticos está hecho de silicio. “Este es un material con el que estamos muy familiarizados”, explica el profesor Lieven Vandersypen de QuTech y el Instituto Kavli de Nanociencia Delft, “el silicio se usa ampliamente en los transistores y, por lo tanto, se puede encontrar en todos los dispositivos electrónicos”. Pero el silicio es también un material muy prometedor para la tecnología cuántica. Pho candidato Guoji Zheng: “Podemos utilizar campos eléctricos para capturar electrones individuales en silicio para su uso como bits cuánticos. Este es un material atractivo, ya que garantiza que la información en el qubit se puede almacenar durante mucho tiempo”.

Sistemas grandes

Hacer cálculos útiles requiere un gran número de qubits y es este aumento a números grandes lo que está generando un desafío en todo el mundo. “Para usar muchos qubits al mismo tiempo, deben estar conectados entre sí, debe haber una buena comunicación”, explica el investigador Nodar Samkharadze. En la actualidad, los electrones que se capturan como qubits en silicio solo pueden establecer contacto directo con sus vecinos inmediatos. Nodar: “Eso hace que sea difícil escalar hasta grandes cantidades de qubits”.

Una carrera a alta velocidad

Otros sistemas cuánticos usan fotones para interacciones a larga distancia. Durante años, este también fue un objetivo principal para el silicio. Solo en los últimos años varios científicos han progresado en esto. Los científicos de Delft ahora han demostrado que un solo giro de electrones y un solo fotón se pueden acoplar en un chip de silicio. Este acoplamiento permite, en principio, transferir información cuántica entre un spin y un fotón. Guoji Zheng: “Esto es importante para conectar bits cuánticos distantes en un chip de silicio, lo que allana el camino para aumentar la escala de bits cuánticos en chips de silicio”.

Spintronics y nanofotónicos combinados en material 2-D

Spintronics y nanofotónicos combinados en material 2-D

La espintrónica en materiales de solo unos pocos átomos de espesor es un campo emergente en el que el “giro” de los electrones se utiliza para procesar datos, en lugar de la carga. Desafortunadamente, el giro solo dura muy poco tiempo, lo que hace (hasta ahora) difícil de explotar en electrónica. Investigadores del Instituto Kavli […]

La espintrónica en materiales de solo unos pocos átomos de espesor es un campo emergente en el que el “giro” de los electrones se utiliza para procesar datos, en lugar de la carga. Desafortunadamente, el giro solo dura muy poco tiempo, lo que hace (hasta ahora) difícil de explotar en electrónica. Investigadores del Instituto Kavli de Nanociencia en TU Delft, en colaboración con el Instituto AMOLF de la Organización de Investigación Científica de los Países Bajos, ahora han encontrado la manera de convertir la información del espín en una señal de luz predecible a temperatura ambiente. El descubrimiento acerca los mundos de la espintrónica y la nanofotónica y podría conducir al desarrollo de una forma eficiente de energía de procesamiento de datos, por ejemplo, en centros de datos. Los investigadores dieron cuenta de sus resultados en Science.

La investigación giró en torno a una nanoconstrucción que consta de dos componentes: un hilo de plata extremadamente delgado y un material 2D llamado disulfuro de tungsteno. Los investigadores unieron el hilo de plata a una rebanada de disulfuro de tungsteno que mide solo cuatro átomos de espesor. Usando luz circularmente polarizada, crearon lo que se conoce como ‘excitones’ con una dirección de rotación específica. La dirección de ese giro podría iniciarse utilizando la dirección de rotación de la luz láser.

Estado original

Los excitones son en realidad electrones que han rebotado en su órbita. Con esta técnica, el rayo láser asegura que los electrones se lanzan a una órbita más amplia alrededor de un “orificio” cargado positivamente, de forma muy similar a un átomo de hidrógeno. Los excitones así creados quieren volver a su estado original. En su regreso a la órbita más pequeña, emiten un paquete de energía en forma de luz. Esta luz contiene la información de giro, pero emitió en todas las direcciones.

Para permitir que la información de giro se ponga en uso, los investigadores de Delft volvieron a un descubrimiento anterior. Habían demostrado que cuando la luz se mueve a lo largo de un nanoalambre, se acompaña de un campo electromagnético giratorio muy cerca del cable: gira en el sentido de las agujas del reloj en un lado del cable y en sentido antihorario en el otro lado. Cuando la luz se mueve en la dirección opuesta, las direcciones de giro también cambian. Por lo tanto, la dirección de rotación local del campo electromagnético se bloquea uno a uno en la dirección con la cual la luz viaja a lo largo del cable. “Usamos este fenómeno como un tipo de combinación de cerradura”, explica Kuipers. ‘Un excitón con una dirección de rotación particular solo puede emitir luz a lo largo del hilo si corresponden las dos direcciones de rotación’.

Baterías acuosas altamente elásticas

Baterías acuosas altamente elásticas

El desarrollo actual de materiales de batería estirable que imitan las funciones de la naturaleza se ha convertido en un área de investigación muy interesante, necesaria para la próxima ola de dispositivos electrónicos portátiles. Un estudio reciente, afiliado a UNIST ha presentado un compuesto híbrido de carbono/polímero híbrido (HCP) similar a Jabuticaba que se desarrolló […]

El desarrollo actual de materiales de batería estirable que imitan las funciones de la naturaleza se ha convertido en un área de investigación muy interesante, necesaria para la próxima ola de dispositivos electrónicos portátiles.

Un estudio reciente, afiliado a UNIST ha presentado un compuesto híbrido de carbono/polímero híbrido (HCP) similar a Jabuticaba que se desarrolló en un colector de corriente estirable utilizando un proceso de solución simple y rentable. Utilizando el composite HCP como un colector de corriente estirable, el equipo de investigación ha desarrollado, por primera vez, una batería recargable de iones de litio (ARLB) altamente elástica basada en electrolitos acuosos.

Este avance ha sido liderado por el Profesor Soojin Park en la Escuela de Energía e Ingeniería Química en colaboración con el Profesor Kwanyong Seo y el Profesor So Youn Kim en la Escuela de Energía e Ingeniería Química en UNIST.

Los dispositivos electrónicos estirables recientemente han atraído una atención tremenda como dispositivos de próxima generación debido a su inmensa flexibilidad. El creciente interés y demanda de la electrónica flexible ha impulsado la búsqueda de electrodos altamente elásticos con alta durabilidad mecánica y alta conductividad eléctrica durante la deformación. Aunque se han propuesto muchos métodos para estos electrodos, ninguno de ellos ha logrado simultáneamente lograr una alta capacidad de estiramiento para los electrodos y tener un proceso de fabricación escalable.

El profesor Park resolvió tales problemas utilizando un compuesto polimérico conductor, compuesto de rellenos de carbono híbridos similares a Jabuticaba que contienen nanotubos de carbono y negro de humo en un proceso de solución simple. La forma de esta estructura se parecía a la de un árbol Jabuticaba, el grapetree brasileño.

El equipo de investigación observó que se encontró que el compuesto HCP retiene eficazmente su conductividad eléctrica, incluso bajo altas tasas de deformación. Esto lo hace adecuado para su uso en baterías acuosas de Li-ion altamente elásticas.

“Se espera que nuestros hallazgos amplíen el número de nanocompuestos estirable con propiedades electroquímicas y mecánicas disponibles para su uso en una amplia variedad de aplicaciones”, dice el profesor Seo, que estuvo a cargo de la fabricación de colectores de corriente estirable.

Se realizó un análisis detallado de los comportamientos de percolación de la carga conductiva dentro del material compuesto usando una medición SAXS in situ bajo estiramiento, que reveló que los diferentes tipos de carbono en la carga condujeron a la formación de redes de cosupporte altamente interconectadas. El profesor So Youn Kim dirigió los experimentos SAXS in situ. SAXS es ​​una técnica muy útil para medir el comportamiento de los nanofillers en matrices de polímeros. Además, el equipo de investigación ha desarrollado, por primera vez, ARLB estirable como fuente de alimentación estirable, utilizando el compuesto HCP como un colector de corriente estirable y han suministrado energía estable a un LED incluso bajo una tensión del 100%.