Ученые из Малайзии создали новый токопроводящий полимер на основе картофельного крахмала

Группа ученых инженерного факультета технологического университета МАРА (UiTM) в Малайзии объявила о разработке новых полимеров из картофельного крахмала, которые имеют свойства, позволяющие использовать их в качестве электролитов в электрохимических устройствах.

Как известно, большинство полимеров являются изоляторами, которые не обнаруживают какой-либо заметной электрической активности. Однако, ученые из Малайзии обнаружили способ получения токопроводящего полимера, путем добавления в полимер соли, пластификаторов и нанонаполнителей. Таким образом, они создали класс новых материалов, обладающих превосходными электрическими и механическими свойствами, которые пригодны для замены многих существующих дорогостоящих материалов в промышленности.

В качестве базового полимера ученые использовали один из наиболее распространенных биоразлагаемых полимеров из картофельного крахмала, состоящий из повторяющихся цепочек амилозы и амилопектина. Картофельный крахмал имеет более правильную морфологическую структуру, чем, например, кукурузный крахмал, а сухой тонкопленочный полимер из этого вещества уже имеет достаточно широкую область использования в промышленности – в качестве покрытий для бумажных и текстильных изделий, клеев, абсорбентов и т.д.

Как утверждают ученые, этот материал может быть получен довольно легко — с помощью метода отливки пленок из раствора картофельного крахмала. Определенное количество крахмала растворяется в 50 мл уксусной кислоты и перемешивается в течение 20 минут при определенной температуре. После этого, когда мутный раствор станет прозрачным, его охлаждают до комнатной температуры. Затем в раствор добавляют некоторое количество аммонийной соли, вещества, имеющего низкую тенденцию к разрушению крахмала. В результате высушивания раствора получаются сухие тонкие пленки полимера с электропроводностью, которая была количественно определена с помощью 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. Однако, слишком высокая концентрация солей может привести к снижению электропроводности. Тем не менее, полимер с оптимальным содержанием солей может выступать в качестве ионного проводника в электрохимических устройствах.