Новые биоразлагаемые нанокомпозитные плёнки, разработанные исследователями из Лондонского университета королевы Марии, могут стать значительным прорывом в области устойчивой электроники. Эти плёнки, созданные с использованием крахмала вместо материалов на основе нефти, предлагают экологически чистую альтернативу традиционным электронным компонентам.

Исследование, опубликованное в журнале Advanced Functional Materials, демонстрирует создание гибких и электропроводящих материалов с регулируемыми механическими и электрическими свойствами. Крахмал, один из самых распространённых природных полимеров, встречающихся в таких растениях, как картофель, кукуруза, горох и кукуруза, использовался в сочетании с MXene, высокопроводящим 2D-материалом, для создания этих нанокомпозитных пленок.

Новые плёнки могут быть адаптированы для различных целей, включая мониторинг движений человеческого тела и электронные интеллектуальные покрытия. Ключевым преимуществом этих плёнок является их биоразлагаемость: они разлагаются в течение месяца при захоронении в почве, что резко контрастирует с обычными неразлагаемым пластиком.

Фотографии плёнок Ti 3 C 2 T из крахмала с различными во время испытаний на биоразлагаемость в естественной почве.
Источник: Advanced Functional Materials (2024). DOI: 10.1002/adfm.202412138

Регулируя концентрации MXene, исследователи достигли точного контроля над механическими свойствами плёнок, электропроводностью и сенсорными возможностями. Это позволяет интеграцию в различных отраслях, от здравоохранения до носимой электроники. Производственный процесс зависит от воды в качестве растворителя, что ещё больше повышает их устойчивость.

Ведущий исследователь Мин Донг из Школы инженерии и материаловедения QMUL отметил: «Наши результаты показали, что с помощью этих нанокомпозитов на основе крахмала можно создать устойчивую электронику, предлагающую не только экологически чистое решение, но и практическое применение в гибкой электронике».

Димитриос Папагеоргиу, ведущий научный сотрудник и соавтор исследования, добавил: «Эта работа представляет собой значительный шаг вперёд в решении глобальной проблемы электронных отходов. Используя распространённые и биоразлагаемые материалы, мы открываем новые возможности для устойчивой электроники. Композиты на основе крахмала предлагают решение, которое объединяет экологическую ответственность с высокопроизводительными возможностями датчиков и электроники».

Исследовательская группа полагает, что эти разработки могут привести к будущему, в котором электронные устройства больше не будут частью нагрузки на окружающую среду, а будут способствовать более устойчивой экономике.