EPFL-wetenschappers hebben de eerste microgestructureerde vezels ontwikkeld met een stroperig metaal aan de binnenkant - een perfect voorbeeld van wat multidisciplinair teamwerk kan bereiken.

Platina, koper, nikkel en fosfor - dat zijn de componenten van een amorfe metaallegering met uitstekende mechanische eigenschappen. De legering is ook zeer corrosiebestendig en trekt veel belangstelling voor uurwerken en micromechanica. Nu drie wetenschappers van EPFL's Laboratory of Photonic Materials and Fiber Devices (FIMAP) - Ph.D. student Inès Richard, postdoc Wei Yan en professor Fabien Sorin hebben het een nieuwe bestemming gegeven:ze gebruiken het om elektroden te maken voor plastic vezels. hun papier, die co-auteur was van professor Jörg Löffler van ETH Zürich, is gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie .

Een dunne elektrische geleider

"Ons metaalglas maakt deel uit van een nieuwe categorie metalen met een amorfe structuur, " zegt Richard. "Als de legering tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd, het wordt eerst stroperig en wordt dan kristallijn en vast." Het voordeel is dat terwijl de legering zich in een viskeuze staat bevindt, het kan worden uitgerekt tot een nanometrisch formaat, uniforme vorm die over de lengte van de vezel loopt. Dat is een stap hoger dan de kristallijne metalen die normaal worden gebruikt - ze worden uitgerekt in vloeibare toestand, wat betekent dat ze in druppeltjes kunnen breken als hun diameter te klein wordt.

"Dankzij deze legering en ons werk met professor Vasiliki Tileli, die meer inzicht gaven in hoe het proces werkt, we waren in staat om een ​​zeer dunne, elektrisch geleidende vezel, " zegt professor Sorin. "Het is slechts 40 nanometer dik - dat is ongeveer 50 keer kleiner dan een standaard elektrodevezel."

Ratten laten lopen

Omdat de legering stroperig is, het kan tijdens het productieproces worden gecombineerd met een andere vloeistof zonder de twee te mengen. "We hebben vloeibaar selenium toegevoegd, die licht kan detecteren, " zegt Yan. "De legering is zeer geleidend, en omdat dankzij de hoge kwaliteit van de interface tussen beide materialen, het verbeterde ook de prestaties en gevoeligheid van de vezel."

"We hebben ook samengewerkt met professoren Stéphanie Lacour en Grégoire Courtine om onze metallische glasvezels op ratten te testen, ", zegt Richard. Lacour hielp bij het ontwikkelen van een methode om de elektroden in chronische implantaten te integreren. Vervolgens testte Courtine's laboratorium de functionaliteiten van de implantaten op ratten. Zijn onderzoekers stuurden elektrische impulsen rechtstreeks naar de hersenen van de ratten, waardoor ze bewegen, en registreerden de signalen van hun neuronen. De bij EPFL ontwikkelde metallische glasvezels zijn ontworpen voor gebruik in biomedische apparaten en elektronica.