Гаджеты с самовосстанавливающимся покрытием станут прочнее

Когда смартфон падает с высоты, это чревато не только трещинами на экране — устройство может и вовсе выйти из строя, потому что повредятся важные электронные компоненты внутри. Из-за такой высокой хрупкости гаджетов быстро растет и число электронных отходов на планете — экологи уже давно бьют тревогу.

Инженеры из Государственного исследовательского университета Тайваня разработали пленку на основе желатина и глюкозы, которая может несколько раз самовосстанавливаться. Пленка экологически безопасна и ее создатели говорят, что в будущем материал найдет свое применение в умной электронике, в том числе медицинского назначения. Работа тайваньских ученых опубликована в ACS Applied Polymer Materials.

Самовосстанавливающиеся пленки — изобретение далеко не новое, но большинство из них можно использовать только единожды. Часть из них производится с использованием потенциально опасных веществ, из-за чего их невозможно применять в биомедицинских устройствах.

Желатин давно рассматривался учеными в качестве основы для подобной пленки — он обладает большинством необходимых свойств. В частности, желатин прозрачный, доступный по цене и к тому же безопасный материал. Однако опыты показали, что поврежденная желатиновая пленка не могла быстро восстановиться, и это мешало дальнейшим разработкам.

Команда специалистов из Государственного исследовательского университета Тайваня предприняла попытку создать многократно восстанавливающуюся пленку на базе того же желатина. Но в этот раз желатин смешали с глюкозой, на выходе получив гибкую пленку.

Полученную пленку во время эксперимента зажали между пластинами из проводящего материала, таким образом имитируя электронное устройство. Далее уже всю конструкцию целиком согнули так, чтобы на желатиново-глюкозной пленке образовались разрывы и трещины.

Повреждения на пленке исчезали в течение 3 часов, если в помещении сохранялась комнатная температура. Если же воздух нагревался до 60 С, то разрывы пропадали уже через 10 минут. В аналогичных условиях пленка, изготовленная из желатина, но без глюкозы, не самовосстанавливалась. А в желатинов-глюкозном материале "зарастание" трещин и разрывов происходило вследствие обратимой иминной реакции.

Кроме того, оказалось, что желатиново-глюкозная пленка продолжала передавать электрический сигнал после нескольких циклов самовосстановления, и это неожиданно улучшило ее электрические характеристики. Эти результаты опровергли идею, что трещины из-за изгиба могут снизить производительность электроники.

Авторы работы рассчитывают, что созданная ими пленка поможет сделать сенсорные экраны и корпусы современных гаджетов более долговечными. Благодаря безопасности пленки, в будущем ее можно использовать для защиты биомедицинских устройств и гаджетов для мониторинга здоровья, в том числе и гибкой электроники.