Свет вместо проводов: инженеры создали гель с 400-кратным ростом ионной проводимости

В отличие от традиционной электроники, где перенос заряда осуществляется электронами, ионотроника опирается на движение ионов — заряженных молекул, аналогичных тем, что используются в живых клетках (например, натрий и калий). Это делает такие системы особенно перспективными для интеграции с биологическими тканями.

Разработанный материал представляет собой гибкий полимерный гель, который под действием света увеличивает свою ионную проводимость более чем в 400 раз. Как отмечает руководитель исследования Томас Дж. Уоллин, ключевым достижением стала возможность динамически управлять локальной концентрацией ионов внутри мягкого материала с помощью внешнего стимула.

Технологическая основа разработки — так называемые генераторы фотоионов. Эти материалы способны резко увеличивать количество подвижных ионов при освещении. Команда внедрила их в полиуретановую матрицу, используя метод набухания: сначала PIG растворяются, затем проникают в структуру резины.

По словам ведущего автора работы Сюй Лю, текущая версия материала демонстрирует необратимое изменение проводимости. Однако в перспективе возможно создание обратимых систем, которые смогут переключаться между изолирующим и проводящим состояниями.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications и уже рассматриваются как основа для нового направления — «мягкой фото-ионотроники». В будущем такие материалы могут лечь в основу адаптивных сенсоров, носимой электроники и мягких машин, реагирующих не только на свет, но и на другие факторы — тепло или магнитные поля.

Эксперты отмечают, что подобные разработки могут стать связующим звеном между традиционной электроникой и живыми системами, открывая путь к более естественным и эффективным способам взаимодействия человека с технологиями.