Forskare skapar elektroder med synligt ljus utan giftiga kemikalier
Forskare vid Linköpings universitet och Lunds universitet har utvecklat en ny metod för att tillverka elektroder av ledande plaster med hjälp av synligt ljus.
Tekniken gör det möjligt att skapa elektroder utan användning av giftiga kemikalier eller UV-ljus, enligt en studie publicerad i den vetenskapliga tidskriften Angewandte Chemie.
Metoden bygger på konjugerade polymerer, en typ av ledande plast som kombinerar elektriska egenskaper från metaller och halvledare med plastens flexibilitet. Traditionellt kräver polymerisering av sådana material starka och ibland giftiga kemikalier, vilket försvårar storskalig produktion och medicinsk användning. I den nya metoden sker polymeriseringen i stället med hjälp av synligt ljus och specialutvecklade vattenlösliga monomerer.
Enligt forskarna kan elektroderna skapas direkt på flera typer av underlag, såsom glas, textilier och hud.
I praktiken skulle det kunna gå till så att lösningen med monomererna placeras på ett underlag. Med hjälp av till exempel en laser eller annan ljuskälla går det att skapa elektroder i intrikata mönster direkt på underlaget. Lösningen som inte polymeriserats kan sedan sköljas bort och elektroderna är kvar.
– De elektriska egenskaperna hos materialet ligger i absoluta framkanten. Tack vare att materialet kan transportera både elektroner och joner kan det kommunicera med kroppen på ett naturligt sätt, och den skonsamma kemin gör att vävnader tolererar det – en kombination som är avgörande för medicinska tillämpningar, säger Tobias Abrahamsson, forskare vid Laboratoriet för organisk elektronik (LOE) vid Linköpings universitet, i pressmeddelandet.
Tekniken har testats genom att elektroder fotomönstrats direkt på huden hos sövda möss. Resultaten visar att metoden ger förbättrad registrering av lågfrekvent hjärnaktivitet jämfört med traditionella EEG-elektroder av metall, enligt forskarna.
Forskargruppen ser potentiella användningsområden inom medicinska sensorer, bärbar elektronik och storskalig tillverkning av organisk elektronik. Eftersom metoden fungerar på många olika ytor kan tekniken även användas för sensorer integrerade i textilier.
– I och med att metoden funkar på många olika ytor kan man också tänka sig sensorer inbyggda i plagg. Dessutom skulle metoden gå att använda för att tillverka kretsar av organisk elektronik på större skala utan farliga lösningsmedel, säger Tobias Abrahamsson.
Studien har genomförts i samarbete mellan forskare vid Campus Norrköping, Lunds universitet och samarbetspartners i USA. Forskningen har finansierats av bland andra Europeiska forskningsrådet, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för strategisk forskning och Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.