Японские исследователи создали новый электропроводящий материал, имеющий свойства резины. Изобретение открывает дорогу к множеству приложений, в том числе к созданию нового поколения роботов с эластичной «кожей», чувствительной к теплу и давлению так же, как кожа человека.

Группу ученых, разработавших новый материал, возглавляет Такао Сомейа (Takao Someya) из Школы Инженеров Токийского Университета (University of Tokyo, School of Engineering). Новый материал, продемонстрированный группой, точно такой же элластичный и гибкий, как обычная резина, но имеет электропроводность, превышающую в 570 раз электропроводность резины с наполнением углеродными частицами. По мнению ученых Токийского Университета этот материал- первый в мире, позволяющий решить важную проблему одновременной элластичности и электропроводности.

Исследователь из Токийского Университета демонстрирует лист эластичного материала, проводящего электричество.

Сам по себе новый материал может быть растянут в 2,3 раза от исходных размеров, при этом проводимость уменьшается только на 50%. При растяжении на 38% потерь в электропроводности не отмечено, что уже является большим достижением – известно, что металлическая проволока рвется при увеличении растягивающей нагрузки всего на 1–2% от допустимой.

Технология изготовления нового материала включает в себя перемешивание углеродных нанотрубок или молекул углерода трубчатой формы с ионной жидкостью (жидкость, содержащая только ионы; в настоящее время под термином «ионные жидкости» чаще всего подразумевают соли, температура плавления которых относительно низка, например, ниже 100 градусов Цельсия) и добавление полученной смеси в резину. Углеродные нанотрубки длиной порядка миллиметра в смеси с ионной жидкостью могут быть равномерно распределены в массе резины, что способствует одновременно и высокой проводимости и сохраняет первичную элластичность основы.

Разработчики отмечают множество важных возможных применений новой электропроводной резины. Материал может быть использован для изготовления элластичных интегральных микросхем, подложка из него может быть растянута в 1,7 раза и наложена на криволинейные поверхности без механических повреждений и потери проводимости.

Одним из перспективных применений такого материала называют искусственную кожу для роботов. По мере развития робототехники и внедрении роботов в повседневную жизнь, актуальной задачей становится снабжение их сенсорами на всех участках поверхности, т.е. подобно человеческому телу. Представим себе, что домашний робот натыкается на ребенка; роботы должны «чувствовать» источники тепла и изменение давления для того чтобы сосуществование с людьми не было опасным.

Одним из интересных приложений материала может быть покрытие рулевого колеса автомобиля – по изменению электропроводности может проводиться анализ потовыделения, температуры тела и другой информации о водителе и по этим данным определяться степень его «соответствия» процессу вождения. Такая система может быть полностью интегрирована в обычную структуру управления автомобилем.

Объекты, находящиеся в контакте с человеческим телом, совсем не всегда имеют ровные и плоские поверхности. Еще одним, бытовым, применением новой резины могут стать поверхности медицинских матрацев, предназначенных для людей, прикованных к постели. Такие чувствительные поверхности, реагируя на давление и влажность определенных участков тела больного, дадут сигнал на изменение положения кровати, с тем, чтобы изменить положение тела больного и избежать возможных пролежней.

Ну, и уж совсем фантастическим выглядят предположения авторов изобретения о том, что материал может быть использован для изготовления растягивающихся киноэкранов и экранов телевизоров, которые могут изменять размер и форму в зависимости от желаний аудитории

Разработчики считают, что основными применениями новой проводящей резины все-таки будет электроника. Группа надеется, что практическое применение элластичного проводника начнется уже через несколько лет.

Дополнительная информация может быть получена на сайте лаборатории Такао Сомейа Токийского Университета: http://www.ntech.t.u-tokyo.ac.jp/index.en.htm