(PhysOrg.com) -- L'huile et l'eau ne se mélangent pas, mais ajoutez quelques nanofibres et tous les paris sont ouverts.

Une équipe de chimistes et d'ingénieurs de l'UCLA a développé une nouvelle méthode pour revêtir de grandes surfaces avec des films minces de nanofibres qui sont à la fois transparents et électriquement conducteurs. Leur méthode implique l'agitation vigoureuse de l'eau, huile dense et nanofibres polymères. Une fois que cette solution est suffisamment agitée, elle se répand sur pratiquement toutes les surfaces, créer un film.

"La beauté de cette méthode réside dans sa simplicité et sa polyvalence, " a déclaré Richard B. Kaner, chercheur au California NanoSystems Institute (CNSI), professeur de chimie et de biochimie et professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'École d'ingénierie et de sciences appliquées de l'UCLA Henry Samueli. « Les matériaux utilisés sont peu coûteux et recyclables, le processus fonctionne sur pratiquement n'importe quel substrat, il produit un film mince uniforme qui se développe en quelques secondes et le tout peut être fait à température ambiante."

Les polymères conducteurs combinent la flexibilité et la ténacité des plastiques avec des propriétés électriques. Ils ont été proposés pour des applications allant des circuits électroniques imprimés aux supercondensateurs, mais n'ont pas réussi à se généraliser en raison des difficultés à les transformer en films.

« Les polymères conducteurs ont un potentiel énorme en électronique, et parce que cette technique fonctionne avec autant de substrats, il peut être utilisé dans un large éventail d'applications, y compris les cellules solaires organiques, diodes électroluminescentes, verre et capteurs intelligents, " dit Yang Yang, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à la Samueli School of Engineering and Applied Science et directeur de faculté du Nano Renewable Energy Center au CNSI.

L'une des applications potentielles est intelligente, ou commutable, verre qui peut changer d'état lorsqu'un courant électrique est appliqué - par exemple, basculer entre les états transparent et opaque pour laisser entrer la lumière ou la bloquer. Le groupe de recherche de l'UCLA applique la technique à d'autres nanomatériaux en plus des nanofibres polymères dans l'espoir d'élargir le nombre d'applications disponibles.

La technique basée sur les solutions de l'équipe, publié dans la revue à comité de lecture Actes de l'Académie nationale des sciences , a été découvert par hasard lorsqu'un film transparent de polymère s'est répandu sur les parois d'un récipient pendant que des nanofibres dans l'eau étaient purifiées avec du chloroforme.

"Ce qui m'a immédiatement attiré, c'est le phénomène étrange de ce qui semblait être un écoulement de fluide automoteur, " dit Julio M. D'Arcy, auteur principal sur le PNAS papier et un étudiant diplômé supérieur dans le laboratoire UCLA de Kaner.

"Maintenant, je peux dire aux gens que je fais des films à L.A., ", a-t-il plaisanté.

Lorsque l'eau et l'huile sont mélangées, un mélange de gouttelettes est formé, créer une interface eau-huile qui sert de point d'entrée pour piéger les nanofibres polymères aux interfaces liquide-liquide. Alors que les gouttelettes s'unissent, un changement dans la concentration des solides mélangés à l'interface eau-huile conduit à une différence de tension superficielle. L'étalement d'une paroi de verre résulte d'une tentative de réduction de la différence de tension de surface. L'écoulement de fluide directionnel conduit à un film mince continuellement conducteur composé d'une seule monocouche de nanofibres polymères. L'uniformité de la surface du film est due au fait que les particules sont extraites de l'interface eau-huile, pris en sandwich entre deux fluides de tensions superficielles opposées.

Le développement de la technologie se fait en collaboration avec Fibron Technologies Inc., avec le soutien de la National Science Foundation par le biais d'une subvention de transfert de technologie pour les petites entreprises. Fibron est une petite entreprise qui a autorisé la technologie de l'UCLA. Elle a été fondée par Kaner, qui fait office de conseiller scientifique en chef, et deux de son ancien doctorat. étudiants — Christina Baker et Henry Tran, qui ont occupé des postes de direction dans l'entreprise.

PDG de Fibron, Christian Behrenbruch, a déclaré que « travailler avec l'UCLA pour développer cette technologie a été une solution gagnant-gagnant. Cela nous permet d'accéder à des personnes incroyablement innovantes, mais aussi, la NSF a contribué à l'établissement d'une relation de propriété intellectuelle formelle et transparente avec l'université. La bonne nouvelle est que cette technologie évolue rapidement vers un développement commercial."

D'autres techniques existent pour créer des films minces de polymères conducteurs, mais chaque technique a tendance à ne fonctionner qu'un nombre limité d'applications, ou ils ne sont pas réalisables pour une mise à l'échelle. On a longtemps cherché une méthode qui permettrait de surmonter les limitations de chacune des méthodes précédentes. La technique de l'eau et de l'huile, avec un peu de nanotechnologie ajoutée, pourrait fournir exactement cela - une méthode universelle évolutive pour créer de grands films minces de polymères conducteurs.