پلاستیک های جدید می توانند رسانای الکتریسیته باشند

کشف تکنیک جدید این امکان را فراهم کرده تا بتوان آرایه جدیدی از پلاستیک با ویژگی های فلزی یا حتی ابر رسانایی تولید کرد. 

پلاستیک ها معمولا رساناهای بسیار ضعیف الکتریسیته می باشند به همین منظور از آنها برای عایق کردن کابل های برق استفاده می شود، اما محققان استرالیایی با قرار دادن لایه نازکی از فلز بر روی یک صفحه پلاستیکی و مخلوط کردن آن بر روی سطح پلیمر به کمک پرتو یونی نشان دادند که با استفاده از این شیوه می توان برای ساختن صفحه پلاسیتکی ارزان قیمت، مقاوم و انعطاف پذیر و رسانا استفاده کرد. 

تحقیق فوق در ChemPhysChem توسط تیمی به سرپرستی پروفسور پال مردیت و دستیاری پرفسور بن پاول هر دو از دانشگاه کوئینزلند و دستیاری پروفسور آدم میکولیچ از دانشکده فیزیک دانشگاه UNSW به چاپ رسیده است. این اکتشاف در واقع گزارشهایی از آزمایش های اندور استفنسون، دانشجوی سابق دکترای دانشگاه کوئینزلند است. 

در صنعت میکرو الکترونیک تکنیک های پرتو یونی به طور گسترده برای استفاده از قابلیت رسانائی نیمه رسانه هایی همانند سیلیکون مورد استفاده قرار می گیرد. اما تلاش برای تعدیل این فرآیند از دهه 1980 با موفقیت بسیار محدودی همراه بوده، تا اینکه کشف اخیر روند فوق را تغییر داد. 

به گفته پروفسور مردیت اعضای تیم توانسته اند با استفاده از پرتو یونی تغییراتی را در ویژگی های صفحه پلاستیکی ایجاد کنند که باعث شود صفحه پلاستیکی همانند فلزهایی که در سیم های برق مورد استفاده قرار می گیرند رسانای الکتریسیته شوند و حتی بمانند یک نیمه رسانا عمل کرده و جریان برق را بدون مقاومت منتقل کنند. البته این در صورتی است که دما را به اندازه کافی کم کنیم. 

برای نشان دادن کاربردهای بالقوه این ماده جدید اعزای تیم دماسنج های مقاوم در برابر برق را درست کرده اند که با استانداردهای صنعتی مطابقت دارند. در واقع آنها را با دماسنج های صنعتی که در مقابل پلاتین مقاوم هستند آزمایش کرده اند. دقت عمل ماده جدید نه تنها قابل مقایسه بلکه حتی سرتر و بهتر از پلاتین می باشد. 

پروفسور میکولیچ می گوید: "این ماده جدید بسیار جالب توجه است چرا که ما می توانیم تمام ویژگی های دلخواه مان نظیر انعطاف مکانیکی، استحکام و ارزانی را از پلیمر گرفته و به آن رسانایی الکتریکی قابل توجه را اضافه کنیم چیزی که به طور معمول هیچ گونه ارتباطی با پلاستیک ندارد. این راه جدیدی را برای تهیه پلاستیک الکترونیکی پیش روی ما باز می کند. " 

اندرو استفنسون می گوید جالبترین بخش در مورد این کشف تنظیم توانایی انتقال و یا مقاومت آن در قبال جریان الکتریسیته و دقت بالای آن می باشد. 

دکتر استفنسون به بیان ساده می گوید:"در واقع ما می توانیم مقدار مقاومت الکتریکی را تا بیش از ده رقم تغییر دهیم. وقتی لایه پلاستیکی را می سازیم بیلیونها گزینه برای تنظیم دستور العمل موردنظر خود داریم. از حیث تئوری ما می توانیم پلاستیک هایی را بسازیم که کلا رسانای الکتریسیته نمی باشند و یا برعکس پلاستیکهایی را بسازیم که بسان فلزات کاملا رسانای الکتریسیته باشند و حتی پلاستیکهایی در حد وسط دو مورد ذکر شده فوق بسازیم." 

مواد جدید می توانند به سادگی توسط دستگاه هایی که در صنعت میکروالکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند تولید شوند و در قیاس با پلیمرهای نیمه رسانا که با اکسیژن در تماس هستند مقاومت بیشتری دارند. 

در مجموع، این مزایا به لایه های پلیمر فرآیند شده توسط پرتوهای یونی آینده روشنی در پیشرفت مواد نرم در کاربردهای پلاستیکهای الکترونیکی دارند؛ محققان می گویند این یک همجوشی بین جریان الکتریسیته و نسل بعد تکنولوژی است. 

تهیه شده توسط توسط دانشگاه نیو ساوت ولز 

ترجمه: مريم عباسيان