Среди перспективных альтернативных материалов электродов – полимер PEDOT: PSS. Он биосовместим с кожей человека, гибкий, относительно дешевый, его легко изготовить и превратить в электрод.
К сожалению, он не проводит электричество так же хорошо, как золото. Ученые нашли способы улучшить ее проводимость, но в этих методах используются токсичные продукты, такие как кислоты, которые могут оставлять остатки и поэтому не идеальны для аппликаций электронной кожи.
Исследователи Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST) обнаружили нетоксичный метод, который значительно улучшает производительность. «Мы разработали гидротермальную обработку, включающую влажность и тепло, которая увеличила проводимость пленок PEDOT: PSS в 250 раз», – говорит ученый-материаловед DGIST Сунгвон Ли, руководивший исследованием.
В частности, исследователи обнаружили, что применение к тонкой пленке PEDOT: PSS влажности 80% и нагревания более 60 ° C привело к структурным изменениям внутри материала, которые повысили его способность проводить электричество.
ПЕДОТ: PSS состоит из нерастворимых в воде проводящих молекул PEDOT и водорастворимых изолирующих молекул PSS. Добавление влаги к тонкой пленке PEDOT: PSS разделил два типа молекул с помощью экрана из воды, в то время как добавление тепла расширило цепи PEDOT, увеличивая общую кристалличность материала.
Эти структурные изменения улучшили проводимость материала с 0.495 до 125.367 Сименс на сантиметр (См / см).
Затем ученые изготовили электроды из улучшенного материала PEDOT: PSS и обнаружили, что он стабильно проводит электричество при воздействии воздуха, тепла, изгиба и растяжения.
Они также обнаружили, что электроды хорошо работают при распылении на устройства E-skin, используемые для отслеживания движений суставов, температуры кожи и электрической активности сердца.
По-прежнему необходимы дальнейшие улучшения, так как обработка PEDOT: PSS кислотами может улучшить его электрическую проводимость до 2244 См / см. «Тем не менее, наши результаты заслуживают внимания, – говорит Ли, – поскольку наша новая гидротермальная обработка показывает значительный потенциал для использования в биомедицинских приложениях."