賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)可穿戴設(shè)備自愈合材料

    現(xiàn)有材料的物理局限是柔性電子產(chǎn)品面臨的主要問題之一，無(wú)論是可穿戴設(shè)備，還是醫(yī)療或運(yùn)動(dòng)技術(shù)。如果柔性材料斷裂，要么保持?jǐn)嗔褷顟B(tài)，要么通過一定的自愈合而繼續(xù)工作，但效果并不好。近來(lái)，賓夕法尼亞州立大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種可用于電子產(chǎn)品的自我修復(fù)柔性材料，即便經(jīng)過多次斷裂仍可恢復(fù)工作。

    由王慶教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)面臨的首要挑戰(zhàn)是如何確保自愈合電子產(chǎn)品能恢復(fù)“一整套功能”。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)假想的可穿戴設(shè)備中，如何讓一個(gè)組件仍可保持電阻，而喪失導(dǎo)熱能力及過熱風(fēng)險(xiǎn)。他們想出了采用納米復(fù)合材料，其機(jī)械強(qiáng)度高，抗電涌，導(dǎo)熱率及封裝絕緣性能出色。即便被切成兩半，在較高溫度下將兩部分重新連接，“傷口”仍可幾乎完全愈合。并且愈合后的材料薄帶仍可承載200g壓力。

    不同于其他可愈合材料，賓州大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用的氮化硼納米片（boron-nitrate nanosheets）不會(huì)受濕氣影響，意味著其可以在高濕度環(huán)境下使用，比如淋浴。王慶教授表示：“這是自愈合材料首次實(shí)現(xiàn)多次斷裂后可恢復(fù)多種屬性，我們認(rèn)為其在很多行業(yè)具有應(yīng)用價(jià)值。我們需要電路中的導(dǎo)電元件，不過還需要微電子的絕緣和保護(hù)。”