Les effets de la chaîne latérale ionique. a) Schémas indiquant la différence concernant la durée de vie en pot et la stabilité thermique selon les méthodes chimiques et physiques. b) Schéma pour les P(SPMA-r-MMA) et la solubilité dans l'eau. c) La réticulation physique (réticulation ionique réversible et enchevêtrement) concernant l'affinité avec le solvant dans les gels. Crédit :Taiho Park (POSTECH)
Les récentes épidémies du nouveau coronavirus ont plus que jamais souligné l'importance de la quarantaine et de la prévention. Lors de la surveillance des changements dans notre corps, la température corporelle est mesurée en premier, il est donc très important de mesurer la température avec précision et rapidité. A cet égard, une équipe de recherche a récemment développé un conducteur ionique polymère étirable et déformable pour réaliser un capteur thermique qui pourrait mesurer la température corporelle par simple contact, comme porter des vêtements ou serrer la main, et un actionneur qui pourrait contrôler le mouvement du muscle artificiel.
Prof. Taiho Park et son élève, Junwoo Lee du département de génie chimique de POSTECH a développé pour la première fois un conducteur ionique thermiquement stable et flexible en utilisant un solvant aqueux dans le cadre d'un effort de recherche conjoint avec l'Université technologique de Nanyang. Leurs travaux de recherche ont été publiés dans le dernier numéro de la version en ligne de Matériaux avancés , la revue la plus renommée dans le domaine de la science des matériaux.
Divers matériaux pour conducteurs ioniques ont été développés, cependant avec des limites à surmonter. Un dispositif semi-conducteur utilisé dans la plupart des dispositifs électroniques présente un problème de performances électroniques réduites en raison de contraintes mécaniques lorsqu'il est étiré ou contracté. Aussi, le caoutchouc avec des particules de nano-argent nécessite un processus difficile et n'est pas transparent. Les ions hydrogel se dessèchent facilement et perdent leur flexibilité.
Pour résoudre ces problèmes, l'équipe de recherche a conçu un polymère P (SPMA-r-MMA) avec différents rapports de chaînes latérales ioniques et de matériaux ioniques liés chimiquement avec des chaînes polymères. Lors de la fabrication d'un conducteur ionique, il est essentiel d'avoir un processus de mise en solution à température ambiante. Donc, le conducteur ionique polymère nouvellement développé a été traité avec de l'eau comme solvant et recouvert d'un film mince. Le procédé était beaucoup plus simple que les procédés conventionnels et il n'utilisait pas de solvants toxiques et pouvait être produit en série.
Le conducteur ionique lié chimiquement était thermiquement stable et extensible. Aussi, il était auto-guérison en ce sens qu'il pouvait récupérer sa structure lorsqu'il était déchiré ou cassé. L'équipe de recherche a utilisé ce conducteur ionique pour réaliser un actionneur thermiquement stable jusqu'à 100°C et un capteur thermique flexible applicable au corps pour la première fois.
Junwoo Lee qui a effectué la recherche a déclaré :"C'est le premier exemple de développement d'un conducteur ionique polymère, qui est utilisé dans un dispositif extensible de nouvelle génération, en facilitant un solvant aqueux au lieu d'un solvant chimique toxique. Le polymère conducteur ionique que nous avons développé cette fois est extensible, auto-guérison et thermiquement stable. Pour cette raison, nous prévoyons que nos recherches auront un impact considérable sur l'industrie des appareils électroniques portables extensibles."
