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新导电材料会自愈,可研发刺穿也不会坏的软电子设备

2024-11-01 207


想像未来的智能手机柔软可折,被刺穿了还能继续通话,最近美国弗吉尼亚理工学院团队制造的新材料或许能办到这件事。

当代消费性电子产品如智能手机、笔记型电脑等皆以刚性材料制成,虽然有一定的防撞保护力,但撞过头依然会直接报废;某些柔性电子设备虽具可塑性,但也有拉深极限,撕破了终会失去效用。

由弗吉尼亚理工学院机械工程系助理教授 Michael Bartlett 领导的团队考量到这些限制,新设计一种可拉伸、被刺破后还能自愈的导电材料,类似皮肤的柔软电路相当有弹性,能承受多次穿刺损坏但不会失去导电性,还能在产品寿命用尽后回收生成新电路。

团队指出,这种软电路以柔软电子复合材料与导电液态金属的微小液滴组成,液滴一开始悬浮在橡胶状聚合物中作为电绝缘离散液滴,由于液滴彼此分离,因此施加的电流不能在它们之间流动,但可透过选择性连接液滴来快速建立可调电路、局部分开液滴重建电路,甚至可以完全溶解电路断开连接以回收材料。

研究人员实验还发现,就算在电路上打一个孔,金属液滴也不像传统电线那样会完全切断连接,而是在孔周围建立新的连接以继续通电,就算将设备拉到原始长度的 10 倍以上电流也能持续流动。

虽然不确定有弹性的智能手机是否有机会问世,但很适合应用在可穿戴电子产品或软机器人领域中。新论文发表在《Communications Materials》期刊。

  • Unbroken: New soft electronics don’t break, even when punctured
  • Self-healing electronic material withstands stretching and jabbing

(首图来源:弗吉尼亚理工学院)

2021-07-06 10:10:00

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