Une équipe de recherche dirigée par Texas Engineers a développé ce qu’ils appellent une stratégie « dip-and-peel » pour la fabrication simple et rapide de membranes ionogel bidimensionnelles. En trempant des matériaux issus de la biomasse durable dans certains solvants, les molécules réagissent naturellement en s’arrangeant en fines pellicules fonctionnelles au bord du matériau qui peuvent être facilement retirées à l’aide d’un simple ensemble de pincettes.

Cette stratégie, selon les chercheurs, a été inspirée par ce qui arrive au lait à des températures élevées que nous observons souvent dans la vie quotidienne.

« Dans l’effet peau de lait, un film se forme sur la couche externe du lait lorsqu’il est chauffé », a déclaré Guihua Yu, professeur au département de génie mécanique de la Cockrell School of Engineering et au Texas Materials Institute, qui se concentre sur la science des matériaux. . « Nous nous sommes inspirés de ce phénomène et l’avons exploré dans différents matériaux pour produire des membranes de gel multifonctionnelles faciles à séparer. »

La recherche a été publiée dans Synthèse naturelle.

Ces gels sont constitués d’un réseau polymère entouré de liquide ionique. Leur structure est similaire à celle des hydrogels, où l’eau est l’élément liquide. Mais les ionogels présentent une structure moins rigide, ce qui donne aux ions plus d’espace pour se déplacer.

De ce fait, ils sont très conducteurs et très sensibles. Ils ont un potentiel élevé en tant que capteurs, peut-être dans le cadre d’appareils électroniques portables qui pourraient suivre plus précisément les mouvements, les battements cardiaques et d’autres aspects de la surveillance de la santé. Ils pourraient même servir d’électrolyte dans les batteries à semi-conducteurs, une partie de la batterie plus sûre qui fait la navette entre les ions pour faciliter la charge et la décharge.

L’innovation majeure dans la recherche réside dans le nouveau procédé de fabrication, qui fonctionne sur de nombreux matériaux différents. Le processus peut être reproduit des centaines ou des milliers de fois à grande vitesse et à faible coût. Et les films peuvent être facilement manipulés pour être aussi épais ou minces que nécessaire et façonnés ou enduits sur d’autres matériaux.

« Cette méthode d’auto-assemblage simple mais efficace induite par un solvant permet vraiment une production rapide et évolutive de films polymères fonctionnels 2D à partir de différents matériaux de biomasse durable, notamment la cellulose, le chitosane, la fibroïne de soie, la gomme de guar et plus encore », a déclaré Nancy (Youhong) Guo , l’un des principaux auteurs de l’article, ancien étudiant diplômé du laboratoire de Yu et maintenant chercheur postdoctoral au MIT.

Yu a dit qu’il espère que d’autres chercheurs adopteront cette technique et l’utiliseront pour diverses technologies. À l’avenir, l’équipe de recherche travaillera à optimiser davantage les propriétés mécaniques pour davantage d’applications et de fonctionnalités avancées pour les technologies de nouvelle génération telles que l’électronique portable, la robotique intelligente et l’intelligence artificielle.

Cette recherche implique également d’autres collaborateurs de la Northeast Forestry University et de la Shenyang University of Chemical Technology en Chine.