Группа ученых инженерного факультета технологического института МАРА (UiTM) в Малайзии заявила о разработке новых полимеров из картофельного крахмала, которые имеют характеристики, позволяющие применять их в виде электролитов в электрохимических устройствах.
Как известно, большая часть полимеров считаются изоляторами, которые не обнаруживают какой-либо заметной электрической активности. Впрочем, научные работники из Малайзии нашли метод получения токопроводящего полимера, путем добавления в полимер соли, пластификаторов и нанонаполнителей. Таким образом, они создали класс новых материалов, обладающих непревзойденными электрическими и механическими свойствами, которые пригодны для замены многих существующих дорогостоящих материалов в промышленности.
В виде базового полимера ученые применяли 1 из наиболее распространенных биоразлагаемых полимеров из картофельного крахмала, состоящий из повторяющихся цепочек амилозы и амилопектина. Картофельный крахмал имеет более правильную морфологическую структуру, чем, к примеру, кукурузный крахмал, а сухой тонкопленочный полимер из этого вещества уже имеет достаточно широкую область применения в промышленности – в виде покрытий для бумажных и текстильных изделий, клеев, абсорбентов и т.п.
Как заявляют ученые, этот материал может быть получен достаточно просто — при помощи метода отливки пленок из раствора картофельного крахмала. Определенное число крахмала растворяется в 50 мл уксусной кислоты и перемешивается в течение 20 мин. при определенной температуре. После чего, когда мутный раствор будет прозрачным, его охлаждают до комнатной температуры. После этого в раствор добавляют некоторое число аммонийной соли, вещества, имеющего низкую тенденцию к разрушению крахмала. В результате высушивания раствора получаются сухие тонкие пленки полимера с электропроводностью, коя была количественно определена при помощи импедансной спектроскопии, инфракрасного преобразователя Фурье (FTIR), рентгенографии (XRD) и сканирующего электронного микроскопа (SEM).
На основании результатов импеданса ученые выяснили, что чем выше концентрация солей аммония в полимере, чем выше плотность подвижных ионов, что означает более высокие токопроводящие характеристики. Впрочем, слишком высокая концентрация солей сможет привести к снижению электропроводности. И все же, полимер с оптимальным содержанием солей сможет выступать в виде ионного проводника в электрохимических устройствах.
|
