Përbërja unike e Hidroxhelit me Argjend për pajisjet bioelektronike

Në fushën e robotikës, metalet ofrojnë përparësi si fortësi, qëndrueshmëri dhe përçueshmëri elektrike. Por, ato janë të rënda dhe të ngurta, veti që janë të padëshirueshme në sistemet e buta dhe fleksible për pajisjet elektronike që mund të vishen.

Nga ana tjetër, hidroxhelet janë të lehta, elastike dhe të bio-përputhshme, duke i bërë ato materiale të shkëlqyera për lentet e kontaktit dhe inxhinierinë e indeve. Sidoqoftë, ata janë të dobët në përçimin e energjisë elektrike, e cila është e nevojshme për qarqet dixhitale dhe aplikimet e bioelektronikës.

Studiuesit në Laboratorin e Pajisjeve Elektronike të Buta të Universitetit Carnegie Mellon kanë zhvilluar një përbërje unike argjendi-hidroxheli që ka përçueshmëri të lartë elektrike dhe është i aftë të japë rrymë të drejtpërdrejtë duke ruajtur përputhshmërinë dhe deformimin e butë. Zbulimet u botuan në Nature Electronics.

Ekipi pezulloi flokë argjendi me përmasa në shkallën e mikrometrit në një matricë hidroxheli alginate-poliakrilamidi. Pasi kaluan një proces të pjesshëm të dehidratimit, Flokët e argjendit formuan një rrjetë që ishte përçuese e elektricitetit dhe e fuqishme ndaj deformimeve mekanike. Duke manipuluar këtë proces të dehidratimit dhe hidratimit, mund të bëhet e mundur që flokët të rrinë së bashku ose të ndahen, duke formuar lidhje elektrike të kthyeshme.

Përpjekjet e mëparshme për të kombinuar metalet dhe hidroxhelet zbuluan një shkëmbim midis përmirësimit të përçueshmërisë elektrike dhe uljes së përputhshmërisë dhe deformimit. Majidi dhe ekipi i tij u përpoqën ta zgjidhnin këtë sfidë, duke u mbështetur në ekspertizën e tyre në zhvillimin e elastomereve elastikë e përçues me metal të lëngshëm.

“Me përçueshmërinë e tij të lartë elektrike dhe përputhshmërinë e lartë, kjo përbërje e re mund të ketë shumë aplikime në bioelektronikë dhe më gjerë,”- shpjegoi Carmel Majidi, profesor i inxhinierisë mekanike. “Shembujt përfshijnë një fashë ngjitëse për trurin që ka sensorë për përpunimin e sinjalit, një pajisje të prodhimit të energjisë që mund të vishet për të furnizuar pajisje elektronike.”

Kompoziti argjend-hidroxhel mund të printohet me metoda standarde si litografia, e ngjashme me printimin e zakonshëm. Studiuesit përdorën këtë teknikë për të zhvilluar elektroda të montuara në lëkurë për stimulim elektrik neuromuskular. Sipas Majidi, përbërja mund të mbulojë një zonë të madhe të trupit të njeriut, “si një shtresë e dytë e indeve nervore mbi lëkurën tuaj”.

Aplikimet e ardhshme mund të përfshijnë trajtimin e çrregullimeve muskulore dhe aftësive të kufizuara, të tilla si sëmundja e Parkinsonit ose vështirësia për të kapur një object me dorë pas një goditjeje në tru.