科学家们首创可以自愈的电子器件

科学家们已经研发出一种能够自我愈合的电子器件。当它断裂之后,能够利用一种特殊的磁性油墨修复宽至3毫米的裂痕,这在该领域属于首创。

科学家们首创可以自愈的电子器件

该技术可以有各种用途,包括电池和可穿戴设备上的感应器,因为它比其它自我愈合材料愈合的速度更快,也不需要外力来协助拼凑工作。

来自加州大学圣地亚哥分校的研究人员们,精心将微小的磁粒子放入导电材料(比如石墨、金和银子)中,这样它就能被用在各种地方,包括植入衣服中的电路。

如今身在西北大学的Amay Bandodkar曾是研究成员之一,他表示:“我们想要用容易寻找到的廉价材料打造出具备惊人自愈能力的智能系统。”

该团队从用钕做的磁性微粒开始,这种被用来研究的廉价导电材料通常因其微粒的大磁场而闻名,这样的属性使得它们能够在几毫米的差距内与彼此相连。

其实钕并不是特别适合电化学领域,因此科学家们在混合物中加入了炭黑。炭黑这种材料通常在感应器和电池等设备中会被人类用到,以便给予他们的油墨在良好运转时所需的一切属性。

最后的问题只剩微粒的磁场了,在自然状态下它们会彼此抵消。该团队在上油墨的时候施加了额外的磁场,以确保这些粒子能够正确地定向,并且在被分开后还能联系上彼此。

为了演示他们的新成果,研究人员们在一件体恤的袖子上放了一个有LED灯和电池的自我愈合电路,接着用一把剪刀剪开了它。在几秒内,电路就被修好了,灯也重新亮了起来。

研究人员们表示损伤可以在50毫秒或者0.05秒内被修复。之后如果设备在同一个地方不停地出现损伤,那么油墨还能将设备聚拢在一起。

想象一条出现刮痕的牛仔裤还能够继续计算你的步数,或者一个智能手表的电池弯曲变形之后还能保持计时功能,这就是新材料的潜力所在。

不过虽然电路被修复了,但还是留下了肉眼可见的伤痕。该团队需要克服的另外一个问题,就是找到方法在不增添体积或者花费的情况下,停止磁场干扰其它设备。

团队的主要研究员Joseph Wang表示:“我们的工作对于耐用的压制电子器件而言,有着广阔的应用前景。”

文杰
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