Böj dem, sträck dem, vrid dem, vik dem:moderna material som är lätta, flexibel och mycket ledande har extraordinär teknisk potential, antingen som konstgjord hud eller elektroniskt papper.

Att göra sådana koncept tillräckligt prisvärda för allmän användning är fortfarande en utmaning men ett nytt sätt att arbeta med kopparnanotrådar och ett PVA-nanolim kan vara en spelväxlare.

Tidigare framgångar inom området för ultralätta "aerogelmonoliter" har till stor del förlitat sig på användningen av ädelguld och silver nanotrådar.

Genom att istället övergå till koppar, både rikligt och billigt, forskare vid Monash University och Melbourne Center for Nanofabrication har utvecklat ett sätt att göra flexibla ledare tillräckligt kostnadseffektiva för kommersiell tillämpning.

"Aerogel-monoliter är som kökssvampar men våra är gjorda av ultrafina kopparnanotrådar, använder en tillverkningsprocess som kallas frystorkning, " sa ledande forskare docent Wenlong Cheng, från Monash Universitys institution för kemiteknik.

"Aerogelmonoliterna av koppar är ledande och skulle kunna bäddas in ytterligare i polymera elastomerer - extremt flexibla, töjbara material – för att erhålla ledande gummi."

Trots sin ledningsförmåga, Koppars benägenhet till oxidation och den dåliga mekaniska stabiliteten hos kopparnanowire aerogelmonoliter betyder att dess potential i stort sett har varit outforskad.

Forskarna fann att tillsats av en spårmängd poly(vinylalkohol) (PVA) till sina aerogeler avsevärt förbättrade deras mekaniska styrka och robusthet utan att försämra deras ledningsförmåga.

Vad mer, när PVA inkluderades, aerogelerna kunde användas för att tillverka elektriskt ledande gummimaterial utan behov av någon förledning. Att omforma var också enkelt.

"De ledande gummina kan formas i godtycklig 1D, 2D- och 3D-former helt enkelt genom att skära, samtidigt som ledningsförmågan bibehålls, "Docent Cheng sa.

Mångsidigheten sträcker sig till graden av konduktivitet. "Konduktiviteten kan justeras helt enkelt genom att justera belastningen på kopparnanotrådar, ", sa han. "En låg belastning av nanotrådar skulle vara lämpligt för en trycksensor medan en hög belastning är lämplig för en sträckbar ledare."

Prisvärda versioner av dessa material öppnar upp potentialen för användning i en rad nya generationens koncept:från proteshud till elektroniskt papper, för implanterbar medicinsk utrustning, och för flexibla skärmar och pekskärmar.

De kan användas i gummiliknande elektroniska enheter som, till skillnad från pappersliknande elektroniska enheter, kan töjas såväl som böjas. De kan också fästas på topologiskt komplexa krökta ytor, fungerar som riktiga hudliknande avkänningsanordningar, Docent Cheng sa.

I sin rapport, publicerades nyligen i ACS Nano , forskarna noterade att enheter som använder deras kopparbaserade aerogeler inte var riktigt lika känsliga som de som använder guld nanotrådar, men hade många andra fördelar, framför allt deras lågkostnadsmaterial, enklare och mer prisvärd bearbetning, och stor mångsidighet.