Ученые выяснили, что гибкий пластик проводит ток благодаря соли и воде

Исследователи из Университета штата Пенсильвания установили механизм электропроводности в эластичном полимере PEDOT:PSS. Результаты работы под руководством профессора химической инженерии Энрике Гомеса опубликованы в журнале Nature Communications.

С помощью криогенной электронной микроскопии команда изучила структуру материала на атомном уровне. Образцы пластика помещались в наноскопические пленки толщиной меньше человеческого волоса и замораживались в жидком этане при температуре минус 180 градусов Цельсия. Такой метод позволил предотвратить разрушение образцов под воздействием электронного потока микроскопа.

Исследование показало, что добавление солевых добавок приводит к формированию в материале фибриллярных волокон, способных проводить ионы и электроны. Чем больше соли содержится в образце, тем больше образуется волокон и тем выше проводимость. Соли лития дополнительно увеличивают способность пластика поглощать воду.

Присутствие воды делает PEDOT:PSS мягким и эластичным, при этом электропроводность остается стабильной. В сухом состоянии материал становится хрупким независимо от содержания солей.

PEDOT:PSS обладает редким свойством — он проводит электроны подобно металлам и одновременно реагирует на ионные токи, характерные для биологических систем. Это делает его перспективным для создания имплантируемых медицинских устройств: кардиостимуляторов, глюкометров и датчиков для электромиографии. В настоящее время материал уже применяется в мягкой робототехнике и сенсорных экранах.