新的研究推進了導電塑料在醫療、能源及其他技術方面的進展

科技 05-05

材料牛註：柯林斯和一個國際科學家團隊開發出可以提高導電塑料的性能的方法，用該方法製得的導電塑料應用到感測器中可植入人體，且靈敏度優於過去檢測和記錄大腦神經元信號的感測器。

柯林斯說：「因為這個材料是具備生物可相容性的，因此它可以廣泛應用於醫療植入材料和人造組織技術方面。用這種聚合物或其他類似材料構成的電路，可能嵌入感測器，顯示器，甚至是供能元器件中；也許某天還會使機器人在觸覺、視覺甚至運作方面都像生物實體一樣。」

優化導電塑料

導電塑料，或者聚合物，相對來說是一種較新的材料。它的前身常見於以有機發光二極體（OLED）為基礎的電視機和手機中。與金屬基器件和電路不同，這種聚合物是靈活柔性化的、易於大批量生產和生物可相容性的。

這種導電塑料是以地球中豐富的元素（碳，氮和氧）為原材料製造而成的，並且它還可以使用「油墨列印」的方法製得。柯林斯研究的這種材料還有另外兩個很重要的特質：它們可以傳輸電子和離子信號，這種信號是大腦中神經元的傳遞的主要方式。這些特質對於電池中的材料是也至關重要的。

到目前為止，聚合物基電子材料一直缺乏深入理解，他們的納米結構如何影響性能？如何優化性能？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活動離子信號，然後將這些信號轉化為可被計算機解讀的電信號。但遺憾的是，幾乎沒有這種無毒商業材料能夠做到。我們的研究可能是實現導電高分子材料在未來設備的發展的關鍵。」

優化最佳的材料性能

柯林斯研究物理納米結構和導電聚合物電氣性能之間的關係。國家標準與技術研究所的研究員研製的一種新穎的共振光散射技術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，他可以揭示如何控制和定製分子的排列。在勞倫斯伯克利國家實驗室，他的工作是指揮使用先進的光源。在法國Ecole Nationale Supe′rieure des Mines生物電子學的合作者使用一種新的方法分別測量電子和離子導電性，以確定哪些分子的構型表現最好的。

柯林斯說：「基於這些材料的設備可能引起醫學突破類似於肢體復活的最新報告（俄亥俄州的Ian Burkhart通過植入新的神經元植入物，癱瘓五年的手指再次活動。）。我們探測聚合物納米結構和性能的能力，在一系列新技術下可以優化材料性能。」

這種材料也可用於更好的下一代電池儲能技術，也可能應用於未來其他方面。

該研究成果已發表在Nature Communication月版上。

本文來源：材料人網旗下新媒體網站材料牛http://www.cailiaoniu.com/10892.html

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