Группа инженеров из Китая и Австралии разработала технологию производства проводящей и светящейся под действием электрического тока бумаги. Технология потенциально позволяет производить такую бумагу с большой скоростью и крайне низкой себестоимостью. Работа опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Как правило, для создания гибкой электроники используются полимерные пленки с нанесенным на них проводящим покрытием или размешанными в них проводящими частицами. Некоторые исследователи пытаются использовать в качестве альтернативы полимерам бумагу — распространенный, дешевый, биоразлагаемый материал, который также можно отнести к возобновляемым ресурсам, в отличие от многих пластиков и полимеров. Сама по себе бумага обладает низкой электропроводностью. Обычно, для придания ей проводящих свойств в нее добавляют мелкие металлические частицы, но в большинстве случаев для этого приходится использовать высокие температуры и вакуум.

Minghui He et al. / ACS Applied Materials & Interfaces, 2017

Исследователи сделали производство электропроводной бумаги гораздо проще. В основе технологии лежит перенос на бумагу проводящего ионного геля. Гель состоял из мономеров — структурных элементов, лежащих в основе полимеров, ионной жидкости и вещества-инициатора химической реакции. Процесс производства состоял из двух основных стадий: сначала гель наносился на бумагу, а затем высушивался, из-за чего из мономеров образовывался полимер, который блокировал проводящую ток ионную жидкость внутри целлюлозных волокон, из которых состоит бумага.

Схема производства электропроводной бумаги. Minghui He et al. / ACS Applied Materials & Interfaces, 2017

Такой процесс позволяет производить листы проводящей бумаги со скоростью до 30 метров в минуту. В рамках работы себестоимость бумаги составила примерно 1,3 доллара США за квадратный метр, а масштабирование технологии позволит снизить ее еще значительнее.

Гибкий электролюминесцентный композит на основе бумаги. Minghui He et al. / ACS Applied Materials & Interfaces, 2017

Чтобы продемонстрировать высокую проводимость бумаги инженеры создали композит, состоящий из двух слоев проводящей бумаги и электролюминесцентного слоя между ними. Из одного слоя бумаги вырезали различные фигуры. Ток проходил через них и заставлял электролюминесцентный слой светиться, образуя светящиеся фигуры.

Исследователи считают, что их метод подходит для массового производства гибких электронных устройств или умных бумажных упаковок.

Недавно на основе бумаги сделали недорогое и эффективное устройство для дезинфекции поверхностей и воздуха.

Автор: Григорий Копиев