Forscher entwickeln dynamisches Polymernetzwerkmaterial für recycelbare hochempfindliche Sensoren

Professor Chiyoung Park vom Department of Energy Science and Engineering am DGIST hat ein neues Material entwickelt, das die hochempfindliche, recycelbare Sensortechnologie voranbringen soll. In Zusammenarbeit mit Professor U-hyeok Choi von der Inha-Universität entwickelte Parks Team einen recycelbaren hochempfindlichen Sensor, der auf dem dynamischen Polymernetzwerk basiert.

Dieses Material der nächsten Generation erregt Aufmerksamkeit für seine Fähigkeit, Umweltverträglichkeit mit hoher Leistung zu verbinden. Die Forschung ist veröffentlicht im Zeitschrift für Chemieingenieurwesen.

Bestehende hochempfindliche Sensoren waren durch Leistungseinbußen aufgrund von Ermüdung und wiederholtem Gebrauch eingeschränkt. Das vom Forschungsteam entwickelte dynamische Polymernetzwerk behält jedoch durch die Verwendung einer vinylogen Urethanbindung eine hervorragende Empfindlichkeit und Haltbarkeit bei. Diese Bindungsstruktur heilt sich als Reaktion auf äußere Reize wie Temperatur, Licht und Druck selbst und verhindert so einen Leistungsabfall auch nach wiederholtem Gebrauch.

Das dynamische Polymernetzwerk reagiert auch empfindlich auf verschiedene mechanische Bewegungen, Wärme und Licht, und auf dem Netzwerk basierende Sensoren zeichnen sich hervorragend durch die Erkennung menschlicher Körperbewegungen aus. Forscher haben gezeigt, dass die Sensoren Fingerbeugungen, Veränderungen im Gesichtsausdruck und sogar Schluckbewegungen im Hals genau erkennen können. Eine der größten Stärken der Technologie besteht darin, dass sie nach dem Recycling die gleiche Empfindlichkeit ohne Beeinträchtigung beibehalten kann.

Um das wachsende Problem des Elektroschrotts anzugehen, hat das Team die Technologie so konzipiert, dass sie Recyclingfähigkeit mit hoher Leistung kombiniert. Sie glauben, dass die Vielseitigkeit des dynamischen Polymernetzwerks die wiederholte Verwendung und das Recycling unterstützt und möglicherweise zu einer erheblichen Reduzierung des Elektroschrotts führt. Ihre Arbeit verspricht weitreichende Auswirkungen nicht nur auf die Sensortechnologie, sondern auch auf die Elektronik der nächsten Generation, tragbare Geräte und medizinische Geräte. Das Team arbeitet weiterhin an der Kommerzialisierung der Technologie für weit verbreitete industrielle Anwendungen.

„Unser Material bietet eine hervorragende Verarbeitbarkeit und kann mechanisch oder chemisch recycelt werden“, sagte Professor Park. „Das Polymernetzwerk durchläuft einen einfachen Recyclingprozess, von dem wir erwarten, dass er die Lebensdauer elektronischer Geräte und tragbarer Sensoren verlängert und den Elektroschrott erheblich reduziert.“