Химики Томского политехнического университета разработали инновационную технологию лазерной обработки, которая позволяет создавать из одного исходного материала два принципиально разных типа композитов для гибкой электроники. Метод основан на обработке наночастиц меди на полимерной подложке PET с помощью точно регулируемого лазера.
В зависимости от параметров лазерного воздействия, ученые могут получать либо медь-полимерный композит с защитной оболочкой, либо гибрид меди с лазерно-индуцируемым графеном. При умеренной мощности лазера наночастицы меди плавятся и инкапсулируются в полимер, образуя безоксидный медный композит с низким сопротивлением. При повышении мощности образуется гибридный материал, где наночастицы меди выступают катализаторами для формирования графена прямо в полимерной подложке.
Полученные материалы продемонстрировали исключительную стабильность: они сохраняли свои свойства на протяжении 100 циклов сгибов в условиях высокой влажности (>95%) и температуры до 70°C. Исследователи уже создали на основе этой технологии гибкие сенсоры на основе никеля, меди и лазерно-индуцированного графена меди, а также гибкую термопару.
Разработка томских политехников отличается хорошей масштабируемостью – от обработки отдельных пикселей размером в десятки микрон до целых областей площадью в квадратные сантиметры. Это позволяет настраивать свойства материалов в зависимости от требуемого функционала будущих устройств. Технология может стать основой для создания высокоэффективных сенсоров и термочувствительных устройств нового поколения.