Электропроводящий биогель: напечатают, что хочешь

Исследователи из Стэнфордского университета сообщили в последнем номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, что им удалось создать электропроводящий гель, который можно наносить на поверхности с помощью струйного принтера. По данным ученых, это гидрогель, который выглядит и ведет себя как биологическая ткань, но при этом способен проводить электрический ток подобно металлу или полупроводнику.

Адъюнкт-профессора Же Нан Бао и Йи Куи, возглавляющие эту разработку, создали свой гель, связав длинные полимерные цепочки анилина фитиновой кислотой, входящей в состав ткани растений. Ее молекулы способны связываться сразу с шестью полимерными цепочками, создавая из них сложную трехмерную паутину.

Проводящие коммерчески доступные полимеры представляют собой однородные пленки, лишенные всякой наноструктуры, тогда как созданный стэнфордской группой материал подобен губке, пронизанной множеством нанопор. Эта наноструктура, многократно увеличивающая общую поверхность геля, увеличивает количество электрического заряда, который он может удержать на себе, повышает его способность "чувствовать" химические соединения и необыкновенно ускоряет его электрический ответ на появление внешнего поля.

Простота и дешевизна приготовления, а также возможность наносить его на поверхности струйным принтером делают этот гель коммерчески доступным уже сейчас и очень привлекательным для производителей, желающих создавать электроды сложных конструкций по дешевой цене.

Большинство гидрогелей не пропускают электрический ток, однако фитиновая кислота не только связывает полимерные цепочки, но и одновременно наделяет их зарядом, сообщая высокую электропроводность, способность удерживать очень высокий заряд и пр. То, что этот материал подобен биологической ткани, может позволить биологическим системам связываться посредством него с различным технологическим оборудованием. Диапазон его возможных применений, заявляют ученые, необычайно широк – от медицинских зондов и лабораторных биосенсоров до биологических топливных элементов и сверхмощных энергохранилищ будущего.