Papierowe mikroczujniki

"Nowe oblicze papieru celulozowego - jako +inteligentnego
materiału+ (ang. smart material) - okryto przypadkowo. Stosunkowo
niedawno zaobserwowano na powierzchni rozciąganego z dużą siłą
papieru pojawiające się indukowane napięcie elektryczne" - mówi
doktor Jaehwan Kim z Iaha University (Korea).

"Papier również aktywnie reaguje na przyłożone pole elektryczne.
Stąd tego typu materiał naukowcy nazwali elektro-aktywnym papierem
(ang. electro-active paper - EAPap)" - dodaje dr. J. Kim.

Elektro-aktywny papier (EAPap) jest doskonałym materiałem bazowym
dla różnego rodzaju miniaturowych urządzeń elektrycznych ze
względu na jego niską masę, łatwą dostępność, niską cenę oraz
"ekologiczność" - papier jest w pełni wtórnie przetwarzalny.

Głównym problemem, jaki pojawia się przy próbie wykorzystania
papieru przy produkcji nowoczesnych sensorów, jest brak możliwości
zastosowania konwencjonalnych metod, którymi można wygrawerować
mikroskopijne elektrody.

Naukowcy koreańscy współpracujący z doktorem Jaehwan Kimem
opracowali prostą technikę, która umożliwia produkcję papierowych
sensorów.

"Elektrody metalowe, np. złote nanoszone są na papier za pomocą
polimerowego stempla" - wyjaśnia dr J. Kim.

Pierwszym etapem jest wytworzenie odpowiedniego silikonowego
stempla zawierającego pożądany układ elektrod. Dalej na
powierzchnię stempla nanosi się chemiczny preparat, który ułatwi
oderwanie złota od stempla i napyla się cienką warstewkę metalu
(np. złota).

Kartkę papieru należy również chemicznie zmodyfikować, tak by jej
powierzchnia silniej łączyła się ze złotem niż powierzchnia stempla.

"Dalej to już prawie dziecięca zabawa  w stemplowanie kartek.
Stempel należy z dużą siłą odcisnąć na papierze i delikatnie
oderwać, by złoto wiązane chemicznie z powierzchnią kartki nie
uległo uszkodzeniu" - opisuje dr Jaehwan Kim.

By zademonstrować możliwości papierowych czujników badacze za
pomocą opracowanej przez siebie metody osadzania złotych elektrod
na powierzchni chemicznie aktywowanego papieru wyprodukowali serię
sensorów wykrywających chemikalia, zmiany temperatury, czy
pojawiania się objawów korozji w próbce.

Naukowcy również zaprezentowali naniesiony na kartkę papieru układ
elektroniczny przetwarzający energię zgromadzoną w mikrofalach na
prąd elektryczny. (PAP)