Электроника растёт из света: как обычное сияние учится думать и чувствовать

Свет способен не только освещать, но и создавать — это доказали исследователи из Швеции. Они показали, что обычный видимый свет можно использовать для формирования электродов из проводящих пластиков без вредных реагентов. Это открытие обещает революцию в органической электронике и биомедицине. Об этом сообщает Линчёпингский университет.

Новый взгляд на создание электроники

Учёные из Лаборатории органической электроники Линчёпингского университета (LOE) совместно с коллегами из Лунда нашли способ формировать электродные структуры без токсичных веществ и сложного оборудования. Они доказали, что под действием света полимеры способны самостоятельно формировать проводящие слои. Такое решение может упростить производство гибкой электроники, сделать её экологичнее и безопаснее для применения в медицине.

"Я думаю, это своего рода прорыв. Это еще один способ создания электроники, который проще и не требует дорогостоящего оборудования", — говорит доцент ЛОЕ Ксенофон Стракосас.

Сопряжённые полимеры, с которыми работают исследователи, представляют собой особые пластики, способные проводить электричество. Они сочетают свойства металлов и полупроводников, оставаясь при этом лёгкими, гибкими и устойчивыми. Благодаря этому материал активно изучается для применения в медицинских сенсорах, носимой электронике и возобновляемых источниках энергии.

Похожие подходы применяются и в энергетике — например, искусственный лист Кембриджского университета способен превращать углекислый газ в чистое топливо, что открывает путь к созданию экологичных технологий нового поколения.

Свет вместо химии

Ключевой элемент исследования — использование видимого света для запуска реакции полимеризации. Обычно этот процесс требует применения агрессивных химических веществ, ограничивающих возможности масштабного производства и медицинского использования. Однако шведские учёные создали специальные водорастворимые мономеры, которые активируются при освещении.

Такой подход позволяет обходиться без токсичных катализаторов, ультрафиолетового излучения и дополнительных стадий очистки. Это делает технологию не только безопасной, но и универсальной: электроды можно создавать прямо на стекле, ткани или даже коже.

"Возможно создавать электроды на различных поверхностях, таких как стекло, текстиль и даже кожа. Это открывает гораздо более широкий спектр применений", — отмечает Ксенофон Стракосас.

Точные формы с помощью света

Механизм работы метода прост: раствор мономеров наносится на поверхность, после чего на него направляется источник света — лазер или проектор. Световая проекция задаёт контур будущего электрода, формируя сложные схемы прямо на материале. Непрореагировавшие участки легко смываются водой, оставляя готовую токопроводящую структуру.

Такой способ позволяет создавать микроскопические узоры и узлы органических цепей без использования традиционных литографических методов. Кроме того, он совместим с биологическими тканями, что особенно важно для нейрофизиологических исследований и имплантируемых устройств.

"Электрические свойства материала находятся на самом переднем крае. Он может переносить и электроны, и ионы, что обеспечивает естественное взаимодействие с организмом. Его мягкий химический состав гарантирует совместимость с тканями — это критично для медицинских применений", — говорит исследователь ЛОЕ и автор статьи в Angewandte Chemie Тобиас Абрахамссон.

Биосовместимость и будущее технологий

Команда проверила технологию на коже лабораторных мышей. Созданные светом электроды позволили точнее регистрировать низкочастотные мозговые сигналы, чем стандартные металлические электроды ЭЭГ. Этот результат открывает путь к созданию новых биосенсоров, гибких нейроинтерфейсов и неинвазивных систем мониторинга.

"Поскольку этот метод работает на самых разных поверхностях, можно представить себе и встроенные в одежду датчики. Кроме того, метод можно использовать для крупномасштабного производства органических электронных схем без применения опасных растворителей", — подчёркивает Тобиас Абрахамссон.

Интересно, что похожие экологичные решения уже появляются в переработке отходов: например, учёные из ETH Zurich предложили метод, при котором золото извлекают белками без токсичных реагентов, превращая старую электронику в источник ценного сырья.

Созданный шведскими исследователями метод объединяет простоту, безопасность и универсальность. Он открывает новые границы для органической электроники, позволяя формировать гибкие устройства буквально "из света”. Развитие подобных технологий приближает момент, когда электроника сможет быть одновременно функциональной, безопасной и дружественной к природе.