Leitfähige, auf Seide basierende Verbundwerkstoffe mit biobasierten Kohlenstoffmaterialien

Es besteht großes Interesse an der Entwicklung leitfähiger Biomaterialien für die Herstellung von Sensoren oder flexibler Elektronik mit Anwendungen im Gesundheitswesen, zur Verfolgung menschlicher Bewegungen oder für in situ-Dehnungsmessungen. Diese Biomaterialien zielen darauf ab, die Diskrepanz in den mechanischen Eigenschaften an der Schnittstelle zwischen typischen starren Halbleitersensoren und weichen, oft unebenen biologischen Oberflächen oder Geweben für in vivo- und ex vivo-Anwendungen zu überwinden. Hier wird die Verwendung von biobasierten Kohlenstoffen zur Herstellung von leitfähigen, hoch dehnbaren, flexiblen und biokompatiblen Verbundmaterialien auf Seidenbasis demonstriert. Biobasierte Kohlenstoffe werden durch hydrothermische Verarbeitung synthetisiert, ein wässriges thermochemisches Verfahren, das Biomasse in ein kohlenstoffhaltiges Material umwandelt, das nach Aktivierung als leitfähiger Füllstoff in Verbundmaterialien angewendet werden kann. Experimentelle Synthese und full-atomistische molekulare Dynamikmodellierung werden kombiniert, um diese leitfähigen Verbundmaterialien zu synthetisieren und zu charakterisieren, die vollständig aus erneuerbaren Quellen stammen und vielversprechende Anwendungen in Bereichen wie Biomedizin, Energie und Elektronik bieten.