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可把电脑穿在人身上:首个可穿戴自愈合弹性半导体问世
发布时间:2023-12-25
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本文摘要:近日,美国斯坦福大学研究人员首次制取出有一种可用作制作晶体管的可治愈弹性聚合物,为新一代可穿着设备修筑了道路,涉及论文日前在《大自然》期刊公开发表,《大自然》同期评论文章中回应,该研究构建了简单有机电子表面仿效人类皮肤,是仿生学发展的一座里程碑。 斯坦福大学研究人员通过将刚性半导体聚合物与柔性材料融合,制作出有了像人体皮肤一样可以剪切、构成褶皱、自我伤口的半导体,需要用作可穿着设备、电子皮肤乃至柔性机器人。

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近日,美国斯坦福大学研究人员首次制取出有一种可用作制作晶体管的可治愈弹性聚合物,为新一代可穿着设备修筑了道路,涉及论文日前在《大自然》期刊公开发表,《大自然》同期评论文章中回应,该研究构建了简单有机电子表面仿效人类皮肤,是仿生学发展的一座里程碑。  斯坦福大学研究人员通过将刚性半导体聚合物与柔性材料融合,制作出有了像人体皮肤一样可以剪切、构成褶皱、自我伤口的半导体,需要用作可穿着设备、电子皮肤乃至柔性机器人。  这种新的聚合物在剪切到原本尺寸的两倍以后,依然维持原先的导电性能,与非晶硅的导电性能完全一致(非晶硅是制作掌控液晶显示像素的晶体管阵列时会中用的材料)。

  研究人员回应,制作弹性半导体聚合物仍然以来都是个难题。弹性材料的典型设计规则是让材料更加硬、结晶度更加较低。但一般的高性能半导体聚合物,都必须高度结晶且硬度较高,造成材料软且质地,更容易碎片。  为解决问题这个难题,研究人员首先用于所含二酮吡咯并吡咯(DPP)单元的聚合物(DPP中大量的碳键使其硬度和结晶度低);然后,在不转变聚合物整体导电性能的前提下,更换丢弃5%~10%的DPP,通过增加碳键的数量使材料显得更加硬;最后,研究人员再行往其中重新加入另外一种更加硬、很更容易构成氢键的弹性聚合物。

由此获得了一种全新的材料。剪切这种新材料时,里面的化学键不会插入吸取机械能,而形变获释时,这些键又不会新的融合一起。


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