新導電材料會自癒,可研發刺穿也不會壞的軟電子設備

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 05 日 10:33 | 分類 材料 Telegram share ! follow us in feedly


想像未來的智慧型手機柔軟可折,被刺穿了還能繼續通話,最近美國弗吉尼亞理工學院團隊製造的新材料或許能辦到這件事。

當代消費性電子產品如智慧型手機、筆記型電腦等皆以剛性材料製成,雖然有一定的防撞保護力,但撞過頭依然會直接報廢;某些柔性電子設備雖具可塑性,但也有拉深極限,撕破了終會失去效用。

由弗吉尼亞理工學院機械工程系助理教授 Michael Bartlett 領導的團隊考量到這些限制,新設計一種可拉伸、被刺破後還能自癒的導電材料,類似皮膚的柔軟電路相當有彈性,能承受多次穿刺損壞但不會失去導電性,還能在產品壽命用盡後回收生成新電路。

團隊指出,這種軟電路以柔軟電子復合材料與導電液態金屬的微小液滴組成,液滴一開始懸浮在橡膠狀聚合物中作為電絕緣離散液滴,由於液滴彼此分離,因此施加的電流不能在它們之間流動,但可透過選擇性連接液滴來快速建立可調電路、局部分開液滴重建電路,甚至可以完全溶解電路斷開連接以回收材料。

研究人員實驗還發現,就算在電路上打一個孔,金屬液滴也不像傳統電線那樣會完全切斷連接,而是在孔周圍建立新的連接以繼續通電,就算將設備拉到原始長度的 10 倍以上電流也能持續流動。

雖然不確定有彈性的智慧型手機是否有機會問世,但很適合應用在可穿戴電子產品或軟機器人領域中。新論文發表在《Communications Materials》期刊。

(首圖來源:弗吉尼亞理工學院