下一步就是終結者:可以自愈的電子器件
科學家們已經研發出一種能夠自我癒合的電子器件。當它斷裂之後,能夠利用一種特殊的磁性油墨修復寬至3毫米的裂痕,這在該領域屬於首創。
該技術可以有各種用途,包括電池和可穿戴設備上的感應器,因為它比其它自我癒合材料癒合的速度更快,也不需要外力來協助拼湊工作。
來自加州大學聖地亞哥分校的研究人員們,精心將微小的磁粒子放入導電材料(比如石墨、金和銀子)中,這樣它就能被用在各種地方,包括植入衣服中的電路。
如今身在西北大學的Amay Bandodkar曾是研究成員之一,他表示:「我們想要用容易尋找到的廉價材料打造出具備驚人自愈能力的智能系統。」
該團隊從用釹做的磁性微粒開始,這種被用來研究的廉價導電材料通常因其微粒的大磁場而聞名,這樣的屬性使得它們能夠在幾毫米的差距內與彼此相連。
其實釹並不是特別適合電化學領域,因此科學家們在混合物中加入了炭黑。炭黑這種材料通常在感應器和電池等設備中會被人類用到,以便給予他們的油墨在良好運轉時所需的一切屬性。
最後的問題只剩微粒的磁場了,在自然狀態下它們會彼此抵消。該團隊在上油墨的時候施加了額外的磁場,以確保這些粒子能夠正確地定向,並且在被分開後還能聯繫上彼此。
為了演示他們的新成果,研究人員們在一件體恤的袖子上放了一個有LED燈和電池的自我癒合電路,接著用一把剪刀剪開了它。在幾秒內,電路就被修好了,燈也重新亮了起來。
研究人員們表示損傷可以在50毫秒或者0.05秒內被修復。之後如果設備在同一個地方不停地出現損傷,那麼油墨還能將設備聚攏在一起。
想像一條出現刮痕的牛仔褲還能夠繼續計算你的步數,或者一個智能手錶的電池彎曲變形之後還能保持計時功能,這就是新材料的潛力所在。
不過雖然電路被修復了,但還是留下了肉眼可見的傷痕。該團隊需要克服的另外一個問題,就是找到方法在不增添體積或者花費的情況下,停止磁場干擾其它設備。
團隊的主要研究員Joseph Wang表示:「我們的工作對於耐用的壓制電子器件而言,有著廣闊的應用前景。」
他們的研究被發表在Science Advances上。
[肌肉桃 via ScienceAlert]
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