Группа исследователей из Соединенного Королевства создала биоразлагаемые нанокомпозитные пленки. Этот материал может быть зелёной заменой пластиковым электронным компонентам, производимым из нефтепродуктов.
В долгосрочном плане переход рынка электроники к биополимерам, например, крахмалу, даст возможность отказаться от дефицитных нефтехимических ресурсов и сократить объемы токсичных отходов. Потребность в замене гаджетов растет такими же темпами, что и их производство. Поэтому всё острее ощущается необходимость новых решений для экологичной электроники: устройств, которые потребляют меньше энергии, изготавливаются из доступных и недорогих материалов, разлагаются в природе и не требуют захоронения.
Ученые Лондонского университета королевы Марии создали перспективный экологичный материал на основе крахмала. В качестве основы использовался биоразлагаемый полисахарид и пленкообразователь растительного происхождения (кукуруза, картофель, горох). Среди его преимуществ: высокая растворимость в воде и сравнительно низкая стоимость по сравнению с другими полимерами (целлюлозой, лигнином и белками). Крахмал содержит гидроксильные группы, что позволяет ему подвергаться сшиванию, то есть образованию поперечных связей, повышающих его прочность.
Он обладает необходимыми свойствами устойчивой электроники: возобновляемостью, биоразлагаемостью в почве и воде, легкостью, простотой изготовления гибких пленок и гелей, а также биосовместимостью. Поэтому его применяют в биологических и медицинских целях. Крахмал широко используется в пищевой и непищевой промышленности: как сырье для ферментации, компонент клеев и связующих веществ для бумаги, в химическом производстве и текстильной отрасли.
В качестве проводящего материала нанокомпозита учёные использовали состав максена — карбид титана. переходных металловВещество равномерно разложилось в крахмальной матрице, показав высокую совместимость с ней и образуя водородные связи. Меняя концентрацию максена, учёные регулировали прочность, электропроводность и коэффициент тензочувствительности датчика.
Материал показал высокую эффективность как электромеханического взаимодействия и стабильные электрические характеристики. Это даст возможность использовать его как надежный и универсальный компонент в различных электронных устройствах. Пленку можно применять в датчиках движения человека, а также для создания электронных умных покрытий.
В отличие от композитов на основе нефтепродуктов, который разлагается в почве за месяц, композит на основе крахмала является экологически чистым. Advanced Functional Materials.