Play-Doh类材料可像塑胶弯曲,像金属导电

通过将分子碎片排列得杂乱无章展现灵活性,科学家最近成功开发Play-Doh类材料,可像塑胶弯曲、又可像金属导电,能为手机、太阳能电池板和其他设备供电。

要制造任何电子设备如:手机、太阳能电池板或电视,导电材料都必不可少。迄今为止,用途最广的导体是铜、金、铝等金属,然后约50年前,科学家们开始利用“掺杂”化学处理法制造由有机材料制成的导体,这种材料比传统金属更灵活、更容易加工,但缺点是不太稳定,若暴露在湿气或温渡过高环境,有机材料导体就可能失去导电性。

但从根本来说,无论有机导体或传统金属导体都有共同特征:它们由整齐、紧密排列的原子或分子组成,这代表电子可以更自由穿过材料,就像开在高速公路的汽车一样。事实上,科学家也认为材料必须具备笔直、有序的排列才能有效导电。

但前芝加哥大学研究生Jiaze Xie(现为普林斯顿大学博士后研究员)一直在探索其他可能性。芝加哥大学团队打开全新材料的制造方法,违反我们对电导率已知的所有规则:像塑胶容易成型,又能像金属导电,且日常条件非常坚固(加热、冷却、暴露潮湿环境、滴酸都不会破坏材料),有点像看到车子以时速112公里在水上行驶。

对科学家来说最令人惊讶的是,这种由碳、硫、镍制成的材料分子结构呈无序排列;基本上可将材料涂在任何位置并导电,也可于室温制造,不像金属或典型导体材料需熔化以适应不同电子设备。

团队希望扩展新材料能力,为便携式电子产品、其他软性电子设备打开另一扇窗。新论文发布于《自然》(Nature)期刊。

(首图来源:芝加哥大学)