Salgın hastalıkların arkasındaki bilim, fizikçilerin son teknoloji iletken boya geliştirmelerine nasıl yardımcı oldu?

20 Aralık 2022 (Nanowerk Haberleri)'da yayınlanan yeni araştırmada Doğa İletişim (“Patlayıcı süzülme, yüksek iletkenliğe sahip polimer nanokompozitler üretir”), Sussex Üniversitesi'nden bilim insanları, geliştirdikleri son derece iletken bir boya kaplamasının, bir virüsün ağ yayılımını 'patlayıcı süzülme' adı verilen bir süreç aracılığıyla nasıl taklit ettiğini gösteriyor; bu, aynı zamanda nüfus artışına, finansal sistemlere ve bilgisayar ağlarına da uygulanabilen bir matematiksel süreç. ancak malzeme sistemlerinde daha önce görülmemiş bir şey. Bu bulgu, araştırmacılar için hem tesadüfi bir gelişme hem de bilimsel bir ilkti. Süzme süreci (bir sistemdeki suyun topraktan veya kahve telvesinden akması gibi istatistiksel bağlantı) sıvı teknolojisinin geliştirilmesinde önemli bir bileşendir. Ve Sussex Üniversitesi Malzeme Fiziği grubundaki araştırmacıların, bir polimer kompozit yapmak için emülsiyon boyasında kullanılanlar gibi polimer lateks kürelerine grafen oksit eklediklerinde görmeyi bekledikleri süreç de buydu. Ancak grafen oksidi elektriksel olarak iletken hale getirmek için hafifçe ısıttıklarında, bilim adamları bu iletken sistemin katlanarak büyüdüğünü, oluşturulan yeni malzemenin ağı tükettiği ölçüde, yeni bir grafen türünün ağı tüketmesine benzer bir süreç başlattılar. virüs baskın hale gelebilir. Ortaya çıkan bu malzeme davranışı, grafen oksitin ucuz ve seri üretimi kolay bir nanomalzeme olması nedeniyle, bildirilen hem en uygun fiyatlı hem de en iletken düşük yüklü kompozitlerden biri olan yeni, yüksek iletkenliğe sahip bir boya çözümünün ortaya çıkmasına yol açtı. Eskiden artık bu tür boya veya kaplamaların mutlaka biri veya diğeri olduğu kabul ediliyordu. Elektriksel olarak iletken boyalar ve mürekkepler, yeni baskı teknolojilerinde, örneğin anti-statik özelliklere sahip kaplamalar kazandırmak veya elektromanyetik girişimi (EMI) engelleyen kaplamalar yapmak ve ayrıca giyilebilir sağlığın geliştirilmesinde hayati öneme sahip olmak gibi bir dizi yararlı uygulamaya sahiptir. monitörler. Sussex Üniversitesi Malzeme Fiziği Grubuna başkanlık eden Deneysel Fizik Profesörü Alan Dalton, bu tesadüfi bulgunun potansiyelini şöyle açıklıyor: "Araştırma ekibim ve ben son on yıldır iletken boyalar ve mürekkepler geliştirmek için çalışıyoruz ve bu Bu çalışmada devrim yaratmanın anahtarının normalde nüfus artışı ve virüs bulaşmasıyla ilişkilendirdiğimiz matematiksel bir süreç olduğunu keşfetmemiz hem beni şaşırttı hem de sevindirdi. "Grafen oksidin ucuz ve ölçeklenebilir doğası sayesinde aynı zamanda uygun fiyatlı, yüksek iletkenliğe sahip polimer kompozitler oluşturmamızı sağlayan bu gelişme, henüz tam anlamıyla değerlendiremediğimiz bir dizi uygulamanın kapısını açıyor. ancak bu, piller de dahil olmak üzere Elektrikli Araç malzemelerinin sürdürülebilirliğini büyük ölçüde artırabilir ve aynı zamanda seramik gibi doğası gereği iletken olmayan malzemelere iletken kaplamalar ekleme potansiyeline sahiptir. Olasılıkları keşfetmeye devam etmek için sabırsızlanıyoruz.” Sussex Üniversitesi Profesör Dalton'un Malzeme Fiziği Grubu'nda araştırma görevlisi olan ve bu gelişme üzerinde çalışan Dr. Sean Ogilvie şunları ekliyor: "Bu nanokompozitlerin en heyecan verici yönü, emülsiyon boyası uygulamaya benzer çok basit bir işlem kullanıyor olmamızdır. Bir ısı tabancasıyla kurutma, daha sonra grafen tabakaları arasında kimyasal köprüler oluşturan bir süreci başlatıyor ve tamamen grafenden yapılmış olduklarından daha iletken olan elektrik yolları üretiyor.

Deney hakkında

Bilim adamları polimer lateks küreleri aldılar ve eklediler Grafen oksit. Bu çözeltiyi kuruturken, boyayı kuruturken yaptığınız gibi, grafen oksit küreler arasında sıkışıp kalır ve daha fazla grafen eklendikçe tabakalar sonunda lateks film içinde 'sızan' bir ağ oluşturur. Bununla birlikte, grafen oksit elektriksel olarak iletken olmadığından, bilim adamları kimyasal kusurları ortadan kaldırmak için hafif bir ısıtma uyguladılar (150 –C, boyayı kurutmak için kullanılan bir ısı tabancasının sıcaklığına benzer). Bunu yaptıklarında, filmlerin sadece beklendiği gibi iletken olmakla kalmayıp, tamamen grafenden yapılmış olsalar bile daha iletken hale geldiklerini gördüler. Bunun nedeni, tabakaların lateks küreler arasında (rastgele düzenlenmek yerine) bir arada tutulması, hafif ısınmanın grafenin kimyasal modifikasyonunu başlatması ve bunun da çapraz bağlanan (kimyasal köprüler oluşturan) küçük moleküller üretmek üzere polimeri kimyasal olarak değiştirmesidir. İletkenliklerini önemli ölçüde artıran tabakalar arasında. Malzemelerin yalnızca süzülme noktasında bir 'faz geçişinden' geçerek birbirine bağlı olmadıkları duruma göre tamamen farklı bir ağ oluşturduğu bu olaya 'patlayıcı süzülme' adı veriliyor. Yeni malzemenin ağ üzerinden patlayıcı bir şekilde büyüdüğü kritik bir bağlantı düzeyine ulaşıldığı düşünülebilir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62055.php