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導(dǎo)電塑料或者聚合物，相對來說是一種較新的材料。它的前身常見于以有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)為基礎(chǔ)的電視機(jī)和手機(jī)中。與金屬基器件和電路不同，這種聚合物是靈活柔性化的、易于大批量生產(chǎn)和生物可相容性的。
導(dǎo)電高分子材料將是未來設(shè)備發(fā)展關(guān)鍵
這種導(dǎo)電塑料是以地球中豐富的元素(碳，氮和氧)為原材料制造而成的，并且它還可以使用“油墨打印”的方法制得。柯林斯研究的這種材料還有另外兩個很重要的特質(zhì)：它們可以傳輸電子和離子信號，這種信號是大腦中神經(jīng)元的傳遞的主要方式。這些特質(zhì)對于電池中的材料是也至關(guān)重要的。
到目前為止，聚合物基電子材料一直缺乏深入理解，他們的納米結(jié)構(gòu)如何影響性能?如何優(yōu)化性能?因為他們是由低密度的碳和其他微量元素組成，而且在納米尺度上很難研究。
柯林斯說：“為了得到可與大腦連接，且足夠靈敏的材料來探測微弱的神經(jīng)活動離子信號，然后將這些信號轉(zhuǎn)化為可被計算機(jī)解讀的電信號。但遺憾的是，幾乎沒有這種無毒商業(yè)材料能夠做到。我們的研究可能是實現(xiàn)導(dǎo)電高分子材料在未來設(shè)備的發(fā)展的關(guān)鍵。”
柯林斯研究物理納米結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電聚合物電氣性能之間的關(guān)系。國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的研究員研制的一種新穎的共振光散射技術(shù)可以獨特的檢測到納米聚合物材料分子的排列。使用這種技術(shù)，他可以揭示如何控制和定制分子的排列。在勞倫斯伯克利國家實驗室，他的工作是指揮使用先進(jìn)的光源。在法國Ecole Nationale Supe′rieure des Mines生物電子學(xué)的合作者使用一種新的方法分別測量電子和離子導(dǎo)電性，以確定哪些分子的構(gòu)型表現(xiàn)最好的。
柯林斯說：“基于這些材料的設(shè)備可能引起醫(yī)學(xué)突破類似于肢體復(fù)活的最新報告(俄亥俄州的Ian Burkhart通過植入新的神經(jīng)元植入物，癱瘓五年的手指再次活動。)。我們探測聚合物納米結(jié)構(gòu)和性能的能力，在一系列新技術(shù)下可以優(yōu)化材料性能。”
這種材料也可用于更好的下一代電池儲能技術(shù)，也可能應(yīng)用于未來其他方面。
該研究成果已發(fā)表在Nature Communication月版上。
