پوشش‌هایی که تجهیزات الکترونیکی را ضد آب می‌کنند

پژوهشگران ژاپنی در بررسی جدید خود، پوشش‌های پلیمری ابداع کرده‌اند که می‌توانند تجهیزات الکترونیکی را در برابر آب مقاوم سازند.

کد خبر: ۱۲۵۶۲۲۴

تاریخ: ۱۸ فروردين ۱۴۰۰ - ۰۷:۵۲

به گزارش خبرگزاری دانا و به نقل از نانومگزین، بیشتر ابزارهای الکترونیکی، ضد آب نیستند. اگر هنگامی که با تلفن همراه خود صحبت می‌کنید، از یک دستگاه آب‌پاش به شما آب پاشیده شود، برایتان آزاردهنده خواهد بود. برای رفع این گونه مشکلات می‌توان برخی از ابزارهای الکترونیکی را ضد آب ساخت.

ماجرا در مورد تجهیزات الکترونیکی انعطاف‌پذیر کاملا متفاوت است. مواد درزگیر که در آنها به کار می‌روند، باید قابلیت خم شدن داشته باشند. در فناوری‌های کنونی، این مواد نهایتا ترک می‌خورند یا از دستگاه جدا می‌شوند.

پژوهشگران مصمم هستند که راه‌حلی برای این مشکل پیدا کنند. نانوالیاف سلولزی، یک پوشش پلیمری پیشنهادی برای تجهیزات الکترونیکی انعطاف‌پذیر هستند. این الیاف از منابع تجدیدپذیر ساخته می‌شوند و با محیط زیست سازگار هستند اما معمولا آب را جذب می‌کنند و برای مقاومت در برابر آب محدودیت دارند.

پژوهشگران "دانشگاه اوساکا"(Osaka University) ژاپن در بررسی جدید خود، نانوالیاف سلولزی با قابلیت خودترمیمی ابداع کرده‌اند که به سادگی در آب پراکنده می‌شوند و از یک الکترود مسی محافظت می‌کنند. این نانوالیاف، الکترود مسی را قادر می‌سازند تا برای مدت طولانی کار کند.

مکانیسم انعطاف‌پذیر محافظت از مدار، عملکرد الکترود را زیر آب حفظ می‌کند و می‌تواند تحت صدها چرخه خم شدن قرار بگیرد.

"تاکاکی کاسوگا"(Takaaki Kasuga)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: در پژوهش ابتدایی ما، یک الکترود مسی محافظت نشده، پس از پنج دقیقه چکیدن آب روی آن از کار افتاد. نکته قابل توجه اینجاست که یک پوشش نانوالیاف سلولزی توانست طی یک روز از این نتیجه پیشگیری کند و مانع خرابی الکترود شود.

چرا این اتفاق رخ داد؟ به یاد داشته باشید که الیاف سلولزی، آب را دفع نمی‌کنند. به جای آن، این پوشش پلیمری به گونه‌ای در الکترود تغییر مکان می‌دهد که از تشکیل شدن رشته‌های فلزی رسانا که موجب اتصال کوتاه می‌شوند، پیشگیری کند. الکترودها حتی پس از خراشیدگی پوشش سلولزی، عملکرد خود را حفظ کردند.

"ماسایا ناگی"(Masaya Nogi)، از پژوهشگران این پروژه گفت: نتایج ما به موضوع ساده تبادل یون و یا طول نانوالیاف مربوط نیست. نانوالیاف در آب تجمع می‌کنند و به یک لایه محافظ تبدیل می‌شوند که به واسطه شرایط اسیدی محلی و پیوند پلیمر، منسجم شده است.

یک آزمایش دقیق‌تر پوشش پلیمری، عملکرد آن پس از ۳۰۰ چرخه خم شدن زیر آب طی یک ساعت بود. یک پوشش پلیمری عادی معمولا از کار می‌افتد اما نانوالیاف سلولزی همچنان به تامین نیروی LED ادامه می‌دهند.

کاسوگا ادامه داد: شما می‌توانید تجهیزات الکترونیکی را به کمک پوششی که ما ابداع کرده‌ایم، خراش دهید، خم کنید یا تا بزنید و تجهیزات همچنان مقاومت خود را در برابر آب حفظ خواهند کرد. این موضوع به ویژه برای شرایطی که خرابی دستگاه غیر قابل قبول است، اهمیت دارد. برای نمونه می‌توان به ابزارهای پزشکی اشاره کرد که در واکنش به حوادث اضطراری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این پژوهش، در مجله "ACS Applied Nano Materials" به چاپ رسید.