Các điện cực linh hoạt, các thành phần điện tử dẫn điện, có tầm quan trọng then chốt đối với sự phát triển của nhiều thiết bị công nghệ có thể đeo được, bao gồm đồng hồ thông minh, thiết bị theo dõi vận động và thiết bị theo dõi sức khỏe. Lý tưởng nhất là khi các điện cực bên trong thiết bị đeo phải giữ được độ dẫn điện khi chúng bị kéo căng hoặc biến dạng.
Ảnh minh họa. (Nguồn: Cho và những người khác)Nhiều điện cực dẻo được phát triển cho đến nay được làm bằng các màng mỏng kim loại đặt trên các đế đàn hồi. Trong khi một số điện cực mềm dẻo và dẫn điện tốt, đôi khi, các màng kim loại bị đứt gãy, có thể dẫn đến ngắt điện đột ngột.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois tại Urbana-Champaign gần đây đã đưa ra một thiết kế mới có thể cho phép phát triển các điện cực mềm dẻo có khả năng chịu lực, dẫn điện tốt, ngay cả khi chúng bị kéo căng hoặc biến dạng. Thiết kế này, được đăng trong một bài báo trên tạp chí Nature Electronics, bao gồm việc giới thiệu một lớp xen kẽ hai chiều (2-D) mỏng, giúp giảm nguy cơ gãy và giữ lại các kết nối điện của màng kim loại.
SungWoo Nam, một trong những nhà nghiên cứu và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng việc chèn một lớp xen kẽ 2-D mỏng nguyên tử, chẳng hạn như graphene, vào các điện cực kim loại màng mỏng, làm giảm nguy cơ gãy và tăng khả năng dẫn điện của điện cực dưới các mức độ căng khác nhau. Điều này xảy ra do tương tác Van der Waals trong vật liệu 2-D tạo ra biến dạng vênh duy nhất, gây trì hoãn việc làm hỏng màng mỏng kim loại của điện cực.
Nam cho biết: “Sự nứt vỡ 'dưới sự kiểm soát' của các màng mỏng kim loại cho phép tăng cường đáng kể việc dẫn điện. Phương pháp tiếp cận 2-D-xen kẽ của chúng tôi không chỉ giới hạn ở một số kết hợp kim loại và vật liệu 2-D nhất định, mà còn nâng cao độ tin cậy cơ điện của các phần tử dựa trên kim loại khác nhau được sử dụng trong các ứng dụng điện tử đeo được hiện tại, có thể có tác động tích cực đến ngành công nghiệp điện tử đeo được."
Trong tương lai, công việc này có thể có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của các thiết bị điện tử mới. Cụ thể hơn, thiết kế điện cực mới của họ có thể được sử dụng để chế tạo nhiều loại thiết bị đeo bền hơn và hoạt động tốt hơn.
Link: https://techxplore.com/news/2021-03-resilience-electrical-thin-metal-based.html
Trần Hà (Theo Tech Xplore)
