Шведские исследователи из университетов Линчёпинга и Лунда совершили прорыв, продемонстрировав, как можно создавать электроды из проводящих пластиков с помощью обычного видимого света. Этот метод полностью исключает необходимость в опасных химических веществах и токсичных растворителях, которые традиционно используются в производстве. Технология позволяет формировать электроды на самых разных поверхностях, открывая путь к созданию принципиально новых типов электроники и медицинских датчиков. Среди альтернативных методов создания органической электроники без вредных растворителей — термическое испарение в вакууме, лазерная абляция или спекание, а также струйная печать с использованием водных дисперсий.
Суть инновации заключается в использовании специально разработанных водорастворимых мономеров — строительных блоков для полимеров. Под воздействием видимого света, например, от лазера, эти мономеры соединяются в длинные цепи проводящего пластика (полимера) прямо на нужной поверхности. Таким образом, отпадает необходимость не только в токсичных реагентах, но и в агрессивном ультрафиолетовом излучении или сложных дополнительных этапах обработки.
Практическое применение метода поражает своей гибкостью. Раствор с мономерами наносится на выбранную основу — будь то стекло, ткань или даже человеческая кожа. Затем, направляя луч света, исследователи могут «рисовать» электроды сложных узоров именно там, где это необходимо. Непрореагировавший раствор просто смывается водой, оставляя готовые и функциональные электроды. Долговечность таких электродов, особенно на ткани, может быть высокой: современные гибкие проводящие полимеры и композиты, интегрированные в волокна, способны выдерживать десятки циклов машинной стирки без значительной потери свойств.
Особенно перспективна эта технология для медицины. Полученный материал не только обладает выдающимися проводящими свойствами, но и способен переносить ионы, что позволяет ему естественным образом взаимодействовать с биологическими тканями. Его мягкая химия обеспечивает хорошую переносимость. В испытаниях на мышах электроды, созданные прямо на коже, показали значительно лучшее качество записи низкочастотной мозговой активности по сравнению с классическими металлическими датчиками ЭЭГ.
Это открытие прокладывает путь к более безопасному и доступному производству органической электроники. Учёные видят будущее, в котором датчики будут вшиты в одежду, а крупномасштабное изготовление электронных схем не будет связано с вредными растворителями. Технология «электродов из света» обещает сделать передовую электронику и медицинскую диагностику более адаптивными и широко распространёнными.
Источник: Light-printed electrodes turn skin and clothing into sensors