محققان دانشکده طراحی و مهندسی دانشگاه ملی سنگاپور موفق به توسعه نوعی زیرلایه نرم و کشسان شدهاند که علاوه بر قابلیت خودترمیمی اتصال بسیار محکمی با رساناهای فلزی برقرار میکند و در پایان عمر نیز قابلیت بازیافت یا قالبگیری مجدد دارد.
به گزارش گروه ترجمه خبرگزاری برنا به نقل از تک اکسپلور، این فناوری میتواند دوام حسگرهای پوشیدنی و پوست الکترونیکی را بهطور قابل توجهی افزایش دهد و همزمان با امکان بازیابی قطعات ارزشمند میزان پسماندهای الکترونیکی را کاهش دهد.
حسگرهای نرم حرکت، دما و رطوبت را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکنند اما خمشدنهای مکرر، اصطکاک و آسیبهای فیزیکی مانند بریدگی اغلب باعث جدا شدن رساناهای فلزی از زیرلایه پلیمری و از کار افتادن این تجهیزات میشود. علاوه بر این زیرلایههای رایج که از مواد نفتپایه ساخته میشوند به دلیل دشواری در بازیافت آثار زیستمحیطی قابل توجهی دارند.
پژوهشگران به سرپرستی ژای وی، استادیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه ملی سنگاپور ماده جدیدی با نام زیرلایه زیستی ذاتا پویا (Intrinsically Dynamic Biosubstrate - IDBS) طراحی کردهاند که این چالشها را بهصورت همزمان برطرف میکند. نتایج این پژوهش ۱۹ ژوئن ۲۰۲۶ در نشریه Nature Sustainability منتشر شده است.
ژای وی درباره این پژوهش گفت: دوام و قابلیت بازیافت را دو بخش از یک معادله طراحی در نظر گرفتیم. زیرلایه باید در طول استفاده اجزای دستگاه را بهطور محکم در کنار هم نگه دارد و در پایان عمر نیز امکان جداسازی کنترلشده قطعات را فراهم کند. ساختار مولکولی با سه نوع پیوند مکمل
محققان IDBS را با گرم کردن و ترکیب دو ترکیب طبیعی شامل اسید لیپوئیک که در سلولهای زنده وجود دارد و اسید فیتیک که بهوفور در دانهها و غلات یافت میشود تولید کردند. این فرآیند بدون استفاده از کاتالیزور یا حلالهای آلی انجام شد و شبکهای مولکولی با سه نوع پیوند مکمل ایجاد کرد.
در این ساختار پیوندهای دیسولفیدی پویا پس از آسیبدیدگی میتوانند بازآرایی شده و اتصالات جدیدی ایجاد کنند و در نتیجه خاصیت خودترمیمی را فراهم آورند. پیوندهای استری با پایداری بیشتر استحکام ساختار را حفظ میکنند و پیوندهای هیدروژنی نیز انرژی ناشی از کشش را جذب کرده و چسبندگی ماده به فلزات را افزایش میدهند. …
