Desarrollan un polímero auto-reparable para dispositivos electrónicos flexibles

Un nuevo polímero auto-reparable ha sido desarrollado por químicos de RIKEN, el cual es altamente adecuado para su uso como conductor flexible en dispositivos portátiles y robots. Este trabajo fue publicado en el Journal of the American Chemical Society.

Los conductores eléctricos utilizados en dispositivos electrónicos convencionales tienden a ser quebradizos e inflexibles, lo que los hace inadecuados para aplicaciones que implican flexión repetida, como la electrónica portátil y la robótica.

Para resolver este problema, los investigadores buscan producir conductores robustos y flexibles para estas aplicaciones. Es altamente deseable que estos conductores también sean auto-reparables para que puedan repararse después de sufrir daños.

"En escenarios prácticos, estos conductores son propensos a daños mecánicos por deformaciones repetidas, lo que compromete su fiabilidad y acorta su vida útil", explicó Zhaomin Hou del Centro de Ciencia de Recursos Sostenibles de RIKEN. "Incorporar capacidades de auto-reparación puede abordar efectivamente estos problemas al restaurar la funcionalidad después del daño".

Una estrategia prometedora para fabricar tales conductores flexibles es utilizar un polímero auto-reparable como base flexible e incorporar nanopartículas de oro o nanosheets sobre él, que pueden conducir electricidad. Sin embargo, dotar a los polímeros de propiedades auto-reparables y adhesivas no es fácil.

Ahora, Hou y sus colaboradores han demostrado que modificar polímeros comunes conocidos como poliolefinas con un grupo que contiene azufre (tioéter) produce un polímero auto-reparable que puede ser utilizado para conductores flexibles.

"Las poliolefinas son ubicuas en la vida diaria y representan el mayor volumen de producción entre todos los polímeros", dijo Hou. "Combinan varias propiedades deseables, incluyendo bajo costo, robustez mecánica, facilidad de procesamiento y excelente estabilidad química y ambiental, lo que las convierte en candidatas prometedoras para aplicaciones de conductores".

El secreto del éxito del equipo fue el uso de un nuevo catalizador que les permitió incorporar fácilmente el tioéter de manera altamente controlable.

"Nuestro trabajo demuestra que la copolimerización controlada por catalizador de olefinas con diferentes propiedades puede servir como un protocolo útil para sintetizar materiales de poliolefinas con múltiples funciones para tecnologías avanzadas", observó Hou. "Estos hallazgos pueden inspirar futuras exploraciones en esta área".

Una ventaja del enfoque es que el azufre y el oro tienen una afinidad natural entre sí, lo que asegura un fuerte vínculo entre el polímero auto-reparable y los recubrimientos de oro. "La durabilidad del recubrimiento de oro sobre el polímero funcionalizado con tioéter superó nuestras expectativas", afirmó Hou. "Fue resistente a más de 50 ciclos de una prueba de despegue con cinta".

Al utilizar diferentes bloques de construcción para las poliolefinas, el equipo tiene la intención de "crear una nueva familia de polímeros auto-reparables para conductores flexibles con una mayor durabilidad, así como para otras tecnologías avanzadas", concluyó Hou.

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