Material se fabrica como plástico y conduce cual metal

A group of scientists from the University of Chicago has discovered a way to create a material that can be made like a plastic, but that conducts electricity more like a metal
A group of scientists from the University of Chicago has discovered a way to create a material that can be made like a plastic, but which conducts electricity more like a metal. Arriba, members of the laboratorio de Anderson at work. Crédito: John Zich/Universidad de Chicago.

Científicos de la University of Chicago han descubierto una forma de crear un material que se puede fabricar como un plastico, pero que conduce la electricidad más como un metal. The investigation, published on 26 October Naturemuestra cómo fabricar un tipo de material en el que los fragmentos moleculares están revueltos y disordenados, pero que aún pueden conducir la electrididad extremely bien.

Esto va contra de todas las reglas que conocémos sobre la conductivityidad. But the finding could also be extraordinarily useful. si se desia inventar algo revolucionario, el proceso a menudo comienza con el discovery de un material completamente nuevo.

«Es casi como Play-Doh conductiveo: puedes aplastarlo en su lugar y conduce la electricityidad«

«En principio, esto abre el diseño de toda una nueva clase de materials que conducen la electricity, son fáciles de moldear y muy robustos in las condiciones quotidianas«, he assures John Andersonprofessor associado de química en la University of Chicago y el autor principal del estudio. «Essentially, it suggests new possibilities for an extremely important material technology group«, according to the doctor Jiaze Xieprimer autor del article.

Conductor materials are absolutely essential if you are manufacturing any type of electronic device, such as a smart phone, a solar panel or a television. Con mucho, el grupo de conductores más antiguo y más numeroso es el de los metals: cobre, oro, aluminio. Then, about 50 years ago, scientists were able to create conductors made of organic materials through a chemical treatment known as “doping”, which sprayed different atoms or electrons through the material and induced them to conduct electricity in a similar way to metal.

Esto es ventajoso porque estos materiales son más flexible y facilis de procesar que los metales tradicionales, pero el problema es que no son muy estables; pueden perder su conductivityidad si se exponen a la humidity o si la temperatura sube demasiado.

No hay una teoría solida para explicar esto

But fundamentally, estos dos conductores metallicos orgánicos y tradicionales comparten una caracterítica común. Están formedos por filas rectas y apretadas de atomos o moleculas. This means that electrons can flow easily through the material, like automobiles on a road. De hecho, los científicos pensaron que un material debía forzosamente que tener estas filas rectas y ordenadas para conducir la electricityidad de manera efficient.

Luego, Xie began experimenting with algunos materiales descubiertos hace años, pero ignorados en gran medida. Ensartó átomos de niquel como perlas en una cadena de perlas moleculares hechas de carbono y zufre, y comonenza a probar. To the astonishment of the scientists, the material conducted electricity with ease and strength. In addition, it was very stable. «Lo calentamos, lo enfriamos, lo exposimos al aire y la humedado, e even le arrojamos acido y base, y no pasó nada«, remembers Xie. Eso es de gran ayuda para un dispositivo ha de funcionar en el mundo real.

But for the scientists, the most striking thing was that the molecular structure of the material was disordered. «Desde and panorama fundamental, eso no débière ser and metal“, indicated Anderson. «No hay una teoría solida para explicar esto«.

Un principio de diseño nuevo para la tecnologia electronica

Xie, Anderson and his laboratory worked with other scientists from the university to understand how material can conduct electricity. Después de pruebas, simulaciones y trabajo teórico, creen que el material forma capas, como laminas en una lasaña. Incluso si las hojas giran hacia los lados, ya no forman una pile de lasaña ordenada, los electrones aún pueden movese horizontal o verticalmente, siempre que las piezas se touchen.

El resultado final no tiene precedentes para un material conductor. «Es casi como Play-Doh conductiveo: puedes aplastarlo en su lugar y conduce la electricityidad«, compares Anderson.

Los científicos están enthusiados porque el descubrimiento suguete un principio de diseño fundamentally nuevo para la tecnologia electrónica. Los conductores son tan importantes que practically cualquier nuevo desarrollo abre nuevas vías para la tecnología, explicaron.

Nuevas options de processing de este material parecido al metal

One of the attractive features of the material is the new processing options. Por ejemplo, los metals generally deben fundirse para darles la forma adequada para un chip o dispositivo, lo que limita lo que se puede hacer con ellos, ya que otros compones del dispositivo deben poder soportar el calor necesario para procesar estos materialses.

El nuevo material no tiene tal restricción porque puede fabricarse a temperature ambiente. También se puede usar cuando la necessidad de que un dispositivo o parts del dispositivo resist el calor, el acido o la alcalinidad, o la humidad, ha limadodo previdante las opciones de los ingenieros para desarrollar nuevas tecnologías.

The team is also exploring the different forms and functions that the material can have. «We believe that we can do it in 2D or 3D, make it porous or even introduce other functions by adding different connectors or nodes«, concluded Xie.

Source: Nature.

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