Nanotubi di grafene incorporati nel silicone Elettronica medica avanzata

Personale di PlasticsToday | 01 settembre 2021

L’elettronica medica è in forte espansione, soprattutto sotto forma di dispositivi indossabili, che secondo Statista dovrebbero raggiungere i 18 miliardi di dollari di entrate entro il 2024. Oltre ad essere conduttivi, i materiali utilizzati per i dispositivi medici indossabili devono anche essere elastici, morbidi e confortevoli per l'utente. Secondo la società globale di nanotecnologie OCSiAI, il silicone è un ottimo candidato, ma le sue proprietà isolanti rappresentano un ostacolo. L'integrazione di additivi conduttivi come nerofumo, riempitivi metallici o fibre di carbonio ha un impatto significativo sulla flessibilità, durezza, lavorazione, purezza e prezzo complessivo del silicone. Secondo quanto riferito, un materiale sviluppato da un compoundatore cinese che incorpora nanotubi di grafene offre una soluzione.

Secondo OCSiAI, il materiale soddisfa i requisiti specifici per la produzione di elettrodi flessibili e sensori in gomma siliconica. L'introduzione di nanotubi di grafene nel silicone consente di combinare una resistività elettrica di volume inferiore a 10^2 Ω∙cm con bassa durezza ed elevata elasticità. Il composto siliconico non lascia segni al contatto con la pelle ed è prodotto senza la polvere tipica dell'utilizzo del nerofumo come additivo conduttivo.

Uno sviluppo già arrivato sul mercato è un dispositivo elettronico per il massaggio a impulsi. Nanotubi di grafene sono stati introdotti nella gomma siliconica termoindurita, conferendo al volume della gomma una resistenza <300 Ω senza rilascio di carbonio sulla superficie, pur mantenendo le proprietà meccaniche, inclusa la morbidezza.

"I nanotubi di grafene hanno un rapporto lunghezza-larghezza maggiore rispetto a qualsiasi altro materiale. Insieme alla loro superconduttività e resistenza, ciò consente ai nanotubi di formare reti 3D elettricamente conduttive all'interno degli elastomeri", ha affermato Ekaterina Gorbunova, leader dello sviluppo e del supporto per gli elastomeri, Vicepresidente del Gruppo OCSiAl. "Il dosaggio operativo dello 0,01%, che è decine o addirittura centinaia di volte inferiore a quello di altri additivi, è il vantaggio chiave dei nanotubi di grafene Tuball. I nostri partner possono ora produrre composti siliconici flessibili, morbidi ma conduttivi a un prezzo ridotto." Gorbunova cita, come esempio, una protesi di mano cibernetica lanciata di recente. Il costo per la funzionalità di utilizzo del touchscreen è stato ridotto da 10 a 15 volte grazie ai polpastrelli in silicone conduttivo con nanotubi di grafene.

Il più grande produttore mondiale di nanotubi di grafene, OCSiAl gestisce strutture di ricerca presso le sue sedi in Lussemburgo, Novosibirsk, Russia e Shanghai. Sono stati condotti circa 20 studi ambientali e sanitari sui suoi nanotubi Tuball e non hanno mostrato irritazioni cutanee, potenziale di sensibilizzazione cutanea o tossicità cutanea acuta. Secondo OCSiAl, sono approvati per la commercializzazione su larga scala dalle autorità chimiche di Europa e Stati Uniti.

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