密歇根大学的工程研究人员声称，嵌入弹性材料中的球形纳米粒子网络可以制成最佳的可弯曲导体。
柔性电子具有广泛的应用潜力，包括可拉伸的显示器或可随身体移动的医疗植入物。
Joseph B.和Florence V. Cejka工程教授尼古拉斯·科托夫(Nicholas Kotov)说:“从本质上讲，新的纳米颗粒材料的行为就像弹性金属。”“这只是一个新材料家族的开始，这些材料可以由各种各样的纳米颗粒制成，用于广泛的应用。”
找到长度是原来两倍还能工作的导体是研究人员的目标，他们已经尝试了锯齿形或弹簧状的导线、液态金属、纳米线网络等。研究小组发现，嵌在聚亚安酯中的球形金纳米颗粒在可拉伸性和电子浓度方面可以胜过其中最好的纳米颗粒。
“我们发现纳米颗粒在拉伸时形成链状排列。这项研究的第一作者Yoonseob Kim说:“这可以形成很好的传导途径。自然和科托夫化学工程实验室的研究生。
为了弄清材料拉伸时发生了什么，研究小组对材料在不同张力下的情况进行了电子显微镜成像。纳米粒子一开始是分散的，但在压力下，它们可以通过聚氨酯的缝隙过滤，像在溶液中一样连接成链。
科托夫在一份声明中说:“当我们拉伸时，它们会重新排列以保持导电性，这就是为什么我们得到了可拉伸性和导电性惊人结合的原因。”
该团队通过交替层或过滤含有聚亚安酯和纳米颗粒团块的液体来留下混合层，制造出了两种不同版本的材料。
总的来说，逐层材料设计据称更导电，而过滤方法使材料非常柔软。在不拉伸的情况下，一层一层的五层黄金材料的电导率为11000西门子/厘米(S/厘米)，与汞的电导率相当，而五层过滤材料的电导率为1800西门子/厘米。
两种材料在拉伸时都出现了类似血管的纳米颗粒网，而当材料放松时则消失了。即使在接近断裂点时，也就是长度比原来的两倍多一点的时候，一层一层的材料仍然以2400 s /cm的速度传导。当拉伸至5.8倍长度时，过滤材料的电导率为35S/cm。
科托夫和金主要将他们的可拉伸导体视为电极。脑部植入物是科托夫特别感兴趣的。
他说:“它们可以缓解很多疾病，比如严重的抑郁症、阿尔茨海默病和帕金森病。”“它们也可以作为假肢和其他由大脑控制的假肢的一部分。”
Kotov说，刚性电极会产生疤痕组织，阻止电极长期工作，但像脑组织一样移动的电极可以避免损伤细胞。
“在植入过程和长期操作中，当材料的张力特别大时，可拉伸性是至关重要的。”
无论是在大脑、心脏或其他器官中，还是用于皮肤上的测量，这些电极都可以像周围的组织一样柔韧。它们还可以用于可以卷起来的显示器，或在逼真的“软”机器人的关节上。
这项研究发表在自然题为“具有自组织导电途径的可拉伸纳米粒子导体”。
