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原创 可穿戴电子新进展!华人研究团队搞出柔性电极

2017-3-14 11:16 483 0

目前,智能服饰开始出现在我们的生活中。而若要使服装既能像真正的电子产品一样科技化,又要让它们的电路不会像树枝一样僵硬而束缚我们的行动,那就要让电路变得既灵敏又有韧性才行。现在这种电路材料貌似已经被找到了,近日美国斯坦福大学华人教授鲍哲南领导的研究团队在新一期美国《科学进展》杂志上发表报告称,他们开发出了一种导电性和拉伸性极佳的高分子材料,可用于可拉伸塑料电极。这种柔性电极也可作为可穿戴电子器件。

柔性电极1


鲍哲南团队长期以来致力于研究柔性电极,柔性电极是将电子器件制作在柔性或可延性塑料或薄金属基板上的电子技术。鲍哲南说,现有包括电极和材料在内的电子器件都是硬的,若把他们应用在测量中枢神经电流、心脏电流时,植入大脑或心脏上可能损坏神经或心脏组织。因此,跟神经接触的电极需要像皮肤一样柔软,这是柔性电子应用需要解决的重要问题。

柔性电极2


众所周知塑料是绝缘体,若直接使用塑料做基板,导电性会变得很差。“我们认为,如果我们添加绝缘材料,那将会得到非常差的导电性,特别是当我们添加更多塑料的时候,”鲍哲南说。“然而,我们发现的柔性聚合物,它不仅是很薄的、 96% 透光率几乎达到透明的材料,而且事实上它还具有高导电性,它是所报告中具有最高的透明度和电极值的材料之一,如果把它运用到柔性电极的基板上面那是最好不过的。”


为了增加这种材料的韧性和机械性,研究人员采用了一种类似于肥皂表面活性剂的分子添加剂,改变了材料分子之间的作用力。鲍哲南解释说,原先分子形成的小颗粒形状貌似已经变成了渔网的形状。渔网形状使得高分子材料更容易拉伸。经过测试,新材料被拉伸到原来长度的两倍时,仍然能保持高导电率。


鮑哲南最后表示,找到用于可拉伸的电极材料之后,下一步需要验证这种材料是否可以植入生物体,是否会对生物提造成损害。


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