Caltech'teki araştırmacılar, esnek elektronik devreleri grafen ile kaplamak, devrelerin katlanmadaki dayanıklılıklarını arttırmak ve ayrıca tere karşı dirençlerini (grafen kaplı altın durumunda) ve iletkenliklerini geliştirmek için bir teknik buldular. Yöntem, birçok tıbbi giyilebilir cihazda kullanılan esnek elektronikleri geliştirebilir. Yaklaşım, tipik olarak grafen levhaları büyütmek için kullanılan yüksek sıcaklıklara ve sert kimyasallara olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, hassas elektronik bileşenler ve polimer malzemelerle kullanıma uygun hale getiriyor. Bu teknik, 15 dakika kadar kısa bir sürede bir yüzeye bir grafen kaplama bırakabiliyor.
Tıbbi giyilebilir ürünler genellikle vücudumuzun dalgalı yüzeyine uyum sağlamak ve ciltle maksimum teması sağlamak için esnektir. Bununla birlikte, elektronik devreyi gerinmeye ve tekrarlanan bükülmeye meyilli esnek araçlar yapmak, hassas elektrik devrelerinde gerilime neden olabilir ve bu da sonunda cihaz arızasına neden olabilir. Esasen sadece bir atom kalınlığındaki karbon atomlarından oluşan bir petek kafesi olan grafen, esnek bileşenleri güçlendirmenin bir yolunu sunuyor, ancak bu küçük bileşenlerin üzerinde bir malzeme tabakası oluşturmak zordur.
Tipik olarak, bunu başarmak için çok yüksek seviyelerde ısı gereklidir, ancak bu, esnek giyilebilirlerin polimer bileşenlerinin çoğunu yok edecektir. Araştırmaya katılan araştırmacı Chen-Hsuan Lu, “Esnek ve giyilebilir elektronikler, polimerler gibi yüksek sıcaklıklara dayanamayan yumuşak malzemelerden yapılabilir. Bizim yöntemimiz, hassas malzemelere herhangi bir zarar gelmesini önleyerek, düşük bir sıcaklıkta doğrudan alt tabakalar üzerinde grafen yetiştirmemize izin veriyor.” dedi.
Bunu ele alan araştırmacılar, elektronik üzerinde grafen katmanları büyütmek için yeni bir yöntem geliştirdiler. Bu, pembe renkle parlayan bir plazma ışını ve bir karbon kaynağı olarak metan gazı kullanmayı içeriyor. Plazma, metanın reaktif türlere ayrışmasına neden oluyor ve daha sonra karbon, elektrik bileşenlerinin yüzeyinde birikebiliyor.
Grafen, esnek devrenin dayanıklılığını önemli ölçüde artırıyor. Araştırmacılar bunu bileşenleri tekrar tekrar katlayarak test ettiler. Etkileyici bir şekilde, grafen kaplı bileşenler hatasız 200.000 kez katlanırken, değiştirilmemiş bileşenler yaklaşık 20.000 döngüden sonra başarısız oldu. Altın bileşenlere grafen kaplama uygulandığında, insan terinin neden olduğu bozulmaya direnme yeteneklerini de arttırdı.
Tıbbi giyilebilir ürünler genellikle vücudumuzun dalgalı yüzeyine uyum sağlamak ve ciltle maksimum teması sağlamak için esnektir. Bununla birlikte, elektronik devreyi gerinmeye ve tekrarlanan bükülmeye meyilli esnek araçlar yapmak, hassas elektrik devrelerinde gerilime neden olabilir ve bu da sonunda cihaz arızasına neden olabilir. Esasen sadece bir atom kalınlığındaki karbon atomlarından oluşan bir petek kafesi olan grafen, esnek bileşenleri güçlendirmenin bir yolunu sunuyor, ancak bu küçük bileşenlerin üzerinde bir malzeme tabakası oluşturmak zordur.
Tipik olarak, bunu başarmak için çok yüksek seviyelerde ısı gereklidir, ancak bu, esnek giyilebilirlerin polimer bileşenlerinin çoğunu yok edecektir. Araştırmaya katılan araştırmacı Chen-Hsuan Lu, “Esnek ve giyilebilir elektronikler, polimerler gibi yüksek sıcaklıklara dayanamayan yumuşak malzemelerden yapılabilir. Bizim yöntemimiz, hassas malzemelere herhangi bir zarar gelmesini önleyerek, düşük bir sıcaklıkta doğrudan alt tabakalar üzerinde grafen yetiştirmemize izin veriyor.” dedi.
Bunu ele alan araştırmacılar, elektronik üzerinde grafen katmanları büyütmek için yeni bir yöntem geliştirdiler. Bu, pembe renkle parlayan bir plazma ışını ve bir karbon kaynağı olarak metan gazı kullanmayı içeriyor. Plazma, metanın reaktif türlere ayrışmasına neden oluyor ve daha sonra karbon, elektrik bileşenlerinin yüzeyinde birikebiliyor.
Grafen, esnek devrenin dayanıklılığını önemli ölçüde artırıyor. Araştırmacılar bunu bileşenleri tekrar tekrar katlayarak test ettiler. Etkileyici bir şekilde, grafen kaplı bileşenler hatasız 200.000 kez katlanırken, değiştirilmemiş bileşenler yaklaşık 20.000 döngüden sonra başarısız oldu. Altın bileşenlere grafen kaplama uygulandığında, insan terinin neden olduğu bozulmaya direnme yeteneklerini de arttırdı.
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
