专业治疗白癜风医院 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/mbbdf/
耶鲁基于镓铟纳米材料的高拉伸性多层电子电路技术更接近于批量生产可伸缩电子电路对于软机器人，可穿戴技术和生物医学应用至关重要。但是，当前制造它们的方法限制了它们的潜力。机械工程与材料科学系的助理教授约翰·J·李（JohnJ.Lee）是丽贝卡·克莱默·波蒂格里奥（RebeccaKramer-Bottiglio）耶鲁实验室的一组研究人员，他们开发了一种材料和制造工艺，可以使这些设备快速拉伸，更耐用并且更接近于制造准备进行批量生产。结果发表在《NatureMaterial》杂志上。电子领域的最大挑战之一是如何将可拉伸导体与刚性材料可靠地连接起来，这些刚性材料用于市售电子组件，例如电阻器，电容器和发光二极管（LED）。该论文的主要作者，前博士学位的刘善良子说：问题是，很难将柔软的东西与刚性的东西连接起来。Kramer-Bottiiglio实验室的学生。当可拉伸材料弯曲并伸长时，会在界面处产生很大的剪切力，并且经常会撕裂连接以使电路无法使用。一种可在室温下保持液态的被称为共晶镓铟铟（eGaIn）的材料已用于可拉伸电子设备的连接，但其高表面张力使之无法正确连接至刚性部件。已经使用各种策略来解决该问题，但是以限制所得电路的可拉伸性和耐久性为代价。Kramer-Bottiglio的实验室采用了不同的方法，即使用eGaIn纳米颗粒来开发一种新的材料-双相Ga-In（bGaIn），该材料同时具有固体和液体元素。当加热到摄氏度时，eGaIn的纳米颗粒膜发生变化，在顶部形成一层薄的固体氧化物层，在液体eGaIn中嵌入厚的固体颗粒层。剥离后，材料会转移到可拉伸的基材上，类似于临时纹身的工作方式。由于bGaIn和刚性电子元件之间的接口牢固，结果是即使在高水平的应变下，其可拉伸的电路板组件也能达到传统组件的性能。该方法为在包括软显示器和智能服装在内的各种工业应用中创建可伸展电路创造了机会。带有液态金属的可伸缩电子设备。用于拉伸电路板组件的双向GaIn液态金属，在拉伸至％应变前后。比例尺，1厘米。为了演示该过程，该团队使用它构建了许多设备，包括可以扩展到其原始长度至少五倍的放大电路，可扩展的耶鲁LED阵列以及与之集成的多层信号调节电路板。连接到用户衬衫袖子表面的可伸缩传感器。该电路还应用于乳胶气球，并手写在非常多孔的泡沫上。关键是整个电路都是可伸展的，合著者DylanShah说。Kramer-Bottiglio实验室的学生。以前在软机器人中使用的电路具有未拉伸的小区域，然后是可拉伸的区域的组合。由于我们的电路具有可伸展的导体和界面，因此它们的弹性和柔韧性要大得多。对于这项研究，研究人员使用了转移打印，这需要手动进行。Liu现在是西北大学的博士后研究员，他说，这项研究的下一步步骤是修改bGaIn墨水的可印刷性，以便将其无缝集成到自动化电路生产线中。结论：可伸展的电子电路对于软机器人，可穿戴技术和生物医学应用至关重要。精密可拉伸电路的开发需要在大应变下具有稳定导电性的新材料，以及软和常规（刚性）电子组件之间的低电阻界面。为了满足这一需求，引入了双相GaIn，这是一种具有高电导率（2.06×Sm-1的可印刷导体），极高的可拉伸性（1,％），应变时的电阻变化可忽略不计，循环稳定性（在1,个循环中保持稳定的性能）以及与刚性电子设备的可靠接口。采用可扩展的转移印刷工艺来创建各种可拉伸的电路板组件，这些组件可在拉伸时保持其性能，包括多层发光二极管显示器，放大器电路和用于可穿戴传感应用的信号调节板。双相Ga–In与可扩展的制造方法的兼容性，具有现成电子元件的坚固接口以及电气/机械循环稳定性，可将已建立的电路板组件直接转换为柔软且可拉伸的形式。

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/7451.html