Australische onderzoekers hebben een onzichtbare, maar supergeleidende film ontwikkeld op basis van hyaluronzuur. Deze flexibele laag is net zo krachtig als metaal en opent de deur naar slimmere, lichtere en duurzamere technologie voor smartphones en medische wearables.
Stel je een flinterdunne, doorzichtige laag voor die stroom geleidt alsof het een metalen draad is, maar die tegelijkertijd buigzaam, slijtvast en vrijwel onzichtbaar is. Wetenschappers van La Trobe University hebben precies zo’n materiaal ontwikkeld. Met behulp van een verrassend ingrediënt uit de wereld van huidverzorging slaagden zij erin een nieuwe generatie geleidende polymeren te maken. En dat zou grote gevolgen kunnen hebben voor alles van smartphones tot medische wearables.
De techniek die het team ontwikkelde, heet tethered dopant templating. In tegenstelling tot bestaande methoden waarbij geleidende polymeren ontstaan in een waterig mengsel van bouwstenen, bindt deze aanpak het hyaluronzuur rechtstreeks aan een goudoppervlak. Het resultaat: een ultradunne, flexibele en bijzonder goed geleidende film genaamd 2D PEDOT.
Hyaluronzuur: meer dan alleen huidverzorging
Hyaluronzuur staat bekend als hydraterend wondermiddel in crèmes en serums, maar de chemische structuur ervan blijkt ook ideaal om geleidende eigenschappen in polymeren te versterken. Waar bestaande geleidende polymeren vaak inconsistent, ondoorzichtig of moeilijk reproduceerbaar zijn, biedt deze aanpak een elegante oplossing.
Volgens hoofdonderzoeker Wren Greene zijn conventionele geleidende polymeren al zo’n 50 jaar geleden ontwikkeld, maar hebben ze hun oorspronkelijke belofte nooit volledig waargemaakt. “Ze zijn lastig te verwerken, ondoorzichtig en hun elektrische prestaties zijn niet altijd betrouwbaar,” zegt hij. “Met onze nieuwe methode hebben we een robuuste en reproduceerbare manier gevonden om een geleidende polymerenfilm te maken die net zo goed werkt als metaal, maar dan dunner, lichter en flexibeler.”
Van laboratorium naar toepassingen in de echte wereld
Wat deze doorbraak vooral interessant maakt, is dat de productie ervan relatief eenvoudig en schaalbaar is. In het lab bleek het materiaal niet alleen consequent reproduceerbaar, maar ook bijzonder krachtig in zijn geleidende eigenschappen. De polymerenlaag is zo dun dat hij onzichtbaar is voor het blote oog, maar toch krachtig genoeg om als geleider te functioneren in geavanceerde sensoren en elektronische schakelingen.
De toepassingen zijn legio. Denk aan flexibele biosensoren die op of in de huid worden gedragen, slimme pleisters die medicatie afgeven, of transparante touchscreens die minder energie verbruiken en langer meegaan. “Vooral in de medische wereld, waar consistente kwaliteit van levensbelang is, kan dit echt het verschil maken,” aldus Saimon Moraes Silva, directeur van het BEST Research Center van La Trobe.
Elektronica op maat van het lichaam
Eén van de grootste beloften van deze technologie ligt in draagbare en implanteerbare medische apparaten. Daar speelt niet alleen geleidbaarheid een rol, maar ook flexibiliteit, biocompatibiliteit en duurzaamheid. Met het nieuwe 2D PEDOT-materiaal wordt het mogelijk om apparaten te ontwikkelen die comfortabeler zijn voor de drager, nauwkeuriger werken en minder snel slijten.
Voor onderzoeker en promovendus Luiza Aguiar do Nascimento was vooral het gemak waarmee de polymeren zich aan het goudoppervlak vormden een verrassing. “We hadden verwacht dat directe binding misschien lastig zou zijn, maar het tegenovergestelde bleek waar: de polymeren groeiden vanzelf, waren beter geleidend én eenvoudiger na te maken dan ooit tevoren.”
Van innovatie naar industrie
Hoewel het materiaal nu nog in de onderzoeksfase zit, benadrukt het team dat hun methode eenvoudig is op te schalen. En dat opent deuren voor toepassingen op industriële schaal: van flexibele elektronica in kleding en sportaccessoires tot intelligente pleisters in de zorgsector. De combinatie van geleidbaarheid, flexibiliteit, transparantie en stabiliteit maakt het materiaal bijzonder geschikt voor apparaten die dicht op het lichaam gedragen worden.
Bovendien zou deze innovatie een alternatief kunnen bieden voor schaarse of dure geleidende materialen zoals indiumtinoxide (ITO), dat nu veel gebruikt wordt in touchscreens en zonnecellen.
