(PhysOrg.com) -- Olie en water gaan niet samen, maar voeg wat nanovezels toe en alle weddenschappen zijn uitgeschakeld.

Een team van UCLA-chemici en ingenieurs heeft een nieuwe methode ontwikkeld om grote oppervlakken te coaten met dunne nanovezelfilms die zowel transparant als elektrisch geleidend zijn. Hun methode omvat het krachtig roeren van water, dichte olie en polymeer nanovezels. Nadat deze oplossing voldoende is geroerd, verspreidt deze zich over vrijwel elk oppervlak, een filmpje maken.

"De schoonheid van deze methode ligt in zijn eenvoud en veelzijdigheid, " zei Richard B. Kaner, onderzoeker van het California NanoSystems Institute (CNSI), een professor in de chemie en biochemie en een professor in materiaalkunde en techniek aan de UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science. "De gebruikte materialen zijn goedkoop en recyclebaar, het proces werkt op vrijwel elk substraat, het produceert een uniforme dunne film die in seconden groeit en het hele ding kan bij kamertemperatuur worden gedaan."

Geleidende polymeren combineren de flexibiliteit en taaiheid van kunststoffen met elektrische eigenschappen. Ze zijn voorgesteld voor toepassingen variërend van gedrukte elektronische schakelingen tot supercondensatoren, maar zijn niet wijdverbreid gebruikt vanwege de moeilijkheden om ze tot films te verwerken.

"Geleidende polymeren hebben een enorm potentieel in de elektronica, en omdat deze techniek met zoveel substraten werkt, het kan worden gebruikt in een breed spectrum van toepassingen, inclusief organische zonnecellen, lichtgevende dioden, slim glas en sensoren, " zei Yang Yang, een professor in materiaalkunde en techniek aan de Samueli School of Engineering and Applied Science en faculteitsdirecteur van het Nano Renewable Energy Center van het CNSI.

Een van de mogelijke toepassingen is slim, of schakelbaar, glas dat tussen toestanden kan veranderen wanneer een elektrische stroom wordt toegepast - bijvoorbeeld schakelen tussen doorzichtige en ondoorzichtige toestanden om licht binnen te laten of het te blokkeren. De UCLA-onderzoeksgroep past de techniek naast polymere nanovezels toe op andere nanomaterialen in de hoop het aantal beschikbare toepassingen uit te breiden.

De oplossingsgerichte techniek van het team, gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences , werd toevallig ontdekt toen een transparante film van polymeer zich langs de wanden van een container verspreidde terwijl nanovezels in water werden gezuiverd met chloroform.

"Wat me meteen aantrok, was het griezelige fenomeen van wat leek op een zelfrijdende vloeistofstroom, " zei Julio M. D'Arcy, hoofdauteur op de PNAS paper en een senior afgestudeerde student in het UCLA-lab van Kaner.

"Nu kan ik mensen vertellen dat ik films maak in L.A., " grapte hij.

Wanneer water en olie worden gemengd, een mengsel van druppeltjes wordt gevormd, het creëren van een water-olie-interface die dient als toegangspunt voor het vangen van polymeer nanovezels op vloeistof-vloeistof-interfaces. Als druppeltjes zich verenigen, een verandering in de concentratie van gemengde vaste stoffen op het grensvlak water-olie leidt tot een verschil in oppervlaktespanning. Het uitspreiden van een glazen wand vindt plaats als gevolg van een poging om het oppervlaktespanningsverschil te verkleinen. Directionele vloeistofstroom leidt tot een continu geleidende dunne film bestaande uit een enkele monolaag van polymeer nanovezels. De uniformiteit van het filmoppervlak is te wijten aan het feit dat de deeltjes uit het water-olie-interface worden getrokken, ingeklemd tussen twee vloeistoffen met tegengestelde oppervlaktespanningen.

De ontwikkeling van de technologie gebeurt in samenwerking met Fibron Technologies Inc., met steun van de National Science Foundation via een Small Business Technology Transfer-beurs. Fibron is een klein bedrijf dat de technologie van UCLA in licentie heeft gegeven. Het werd opgericht door Kaner, die fungeert als hoofdwetenschappelijk adviseur, en twee van zijn voormalige Ph.D. studenten — Christina Baker en Henry Tran, die leidinggevende functies in het bedrijf zijn gaan vervullen.

CEO van Fibron, Christian Behrenbruch, zei:"De samenwerking met UCLA om deze technologie te ontwikkelen was een win-winsituatie. Het stelt ons in staat toegang te krijgen tot ongelooflijk innovatieve mensen, maar ook, de NSF heeft geholpen om een ​​formele en transparante IP-relatie met de universiteit tot stand te brengen. Het goede nieuws is dat deze technologie snel de commerciële ontwikkeling in gaat."

Er bestaan ​​andere technieken voor het maken van dunne films van geleidende polymeren, maar elke techniek heeft de neiging om slechts een beperkt aantal toepassingen te gebruiken, of ze zijn niet haalbaar voor opschaling. Er is lang gezocht naar een methode die de beperkingen van elk van de voorgaande methoden zou overwinnen. De water- en olietechniek, met een beetje nanotechnologie erin gegooid, zou precies dat kunnen bieden - een schaalbare universele methode voor het maken van grote dunne films van geleidende polymeren.