新型柔性電路室溫下可自愈

a)在被切成兩半后，導(dǎo)電超級(jí)凝膠不但能夠自我修復(fù)，還能承受住被鑷子從一側(cè)夾起來(lái)時(shí)自身的重量。b)凝膠電路能夠自行修復(fù)因反復(fù)折疊產(chǎn)生的裂痕。c)一個(gè)自我修復(fù)電路點(diǎn)亮了LED燈，在被彎曲、切斷和折疊后都能實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)。 經(jīng)得起彎曲，耐得住折疊，被徹底剪斷后也能自行修復(fù)，且功能完好如初。美國(guó)科學(xué)家日前開發(fā)出一種在室溫下即可實(shí)現(xiàn)自愈的柔性電路，即便被完全切斷也能恢復(fù)原來(lái)的導(dǎo)電性。新成果有望在柔性電子產(chǎn)品、機(jī)器人、人工皮膚、仿生假體等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。 這種電路由一種具有自愈功能的導(dǎo)電凝膠制成，具備高導(dǎo)電性、柔韌性并能在室溫下實(shí)現(xiàn)自愈。領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校助理教授余桂華(音譯)稱，這種特性與其兩種成分密切相關(guān)，它們分別是超分子凝膠(超級(jí)凝膠)和導(dǎo)電高分子水凝膠。這種組合策略能夠讓新材料同時(shí)具備兩種材料的物理和化學(xué)屬性。 超級(jí)凝膠的高分子化學(xué)特征為新材料提供了自愈能力。作為一種超分子組裝材料，這種凝膠由大分子亞基而非單個(gè)分子組成。因尺寸和結(jié)構(gòu)獨(dú)特，超級(jí)凝膠分子間的相互作用比普通材料要弱得多，而且這種相互作用還是可逆的，使其像“動(dòng)態(tài)膠水”一樣，具備重新自我組裝的能力。而導(dǎo)電聚合物水凝膠則因其獨(dú)特的3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有助于提高新材料的導(dǎo)電性能。作為混合凝膠的骨干材料，水凝膠成分也增強(qiáng)了新材料的強(qiáng)度和彈性。當(dāng)超級(jí)凝膠注入到水凝膠基質(zhì)中后，超級(jí)凝膠會(huì)在新材料中形成第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，讓兩種材料看起來(lái)像是一個(gè)整體。 研究人員證明，當(dāng)混合凝膠電路被切斷后，一分鐘即可完成自我修復(fù)，恢復(fù)導(dǎo)電。即使在同樣的位置被切割多次，凝膠電路也能“滿血復(fù)活”。 相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《納米快報(bào)》雜志上。 總編輯圈點(diǎn) 不但要讓硬邦邦的電路板像普通衣服一樣穿在身上，還要使電路具有自我診斷、自我修復(fù)的“愈合”能力，或者說(shuō)具有生物組織或器官那樣的“活”性，從而大大增強(qiáng)電子產(chǎn)品的安全性、可靠性和壽命，便是這項(xiàng)研究的意義所在。雖然本研究可能不會(huì)真正走向應(yīng)用，但我們可以更好地理解類似材料的自愈甚至是成長(zhǎng)機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料結(jié)構(gòu)的編程控制，真正找到具有完美功能的新材料，由此我想到了“變形金剛”。