Ученые из Сеульского университета (Южная Корея) разработали полностью биоразлагаемое проводящее волокно, которое легко внедрить в биоинтегрированные устройства и носимую электронику. Исследование опубликовано в журнале npj Flexible Electronics.
Новый саморазлагающийся материал перспективен для имплантируемой биоэлектроники, так как устраняет необходимость в хирургическом удалении, предотвращает образование биопленок и снижает риск вторичных инфекций. Кроме того, он представляет собой эффективное решение растущей проблемы электронных отходов: в современном мире применяется широкий спектр одноразовых «умных» устройств, утилизация которых — затратный и непростой процесс.
Биоразлагаемые электронные волокна отличаются высокой гибкостью, большой площадью поверхности и пространственной деформируемостью, что обеспечивает конформный контакт с тканями, эффективный сбор сигнала и минимальную инвазивность. Однако ранее разработанные материалы часто страдали от неполной деградации, ограниченной гибкости и масштабируемости.
Южнокорейские ученые создали волоконный электрод, состоящий из микрочастиц вольфрама, с покрытием из полибутилентерефталата. С его помощью в процессе сухого струйного прядения удалось получить материал длиной больше 10 м.
Испытания показали, что волокно демонстрирует впечатляющую электропроводность: около 2500 сименс/м, растягивается до 38% без ущерба целостности, выдерживает больше 20 циклов стирки и 5 тыс. изгибов. Более того, его можно легко интегрировать в текстильные изделия с помощью обычного ткацкого или вязального станка.
Чтобы подтвердить применимость технологии в реальных условиях, ученые использовали волокно в «умном» рукаве с датчиком температуры, электромиографическими электродами и беспроводной катушкой питания. Устройство работало стабильно при динамическом движении и воздействии окружающей среды. После утилизации рукав полностью распался на составляющие всего за несколько месяцев нахождения в почве.
По словам разработчиков, полученное волокно открывает новые перспективы для производства медицинских пластырей, умной униформы, экологических датчиков и многого другого, причем без ущерба для окружающей среды.
Ранее Наука Mail рассказывала, что исследователи разработали новый тип пластика, который может использоваться в носимой электронике, датчиках и других электронных устройствах.