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(科技)科學家制出可拉伸全橡膠電子器件

2017-09-10 13:44:11  來源:新華社 【返回列表】

新華社華盛頓9月9日電(記者林小春)提到橡膠,您或許會想到用來生產手套、氣球和輪胎,但如今科學家已能夠用其制出可拉伸的全橡膠電子材料及器件。
美國休斯敦大學華人科學家餘存江助理教授課題組在新一期美國《科學進展》雜誌上報告說,他們在柔性可拉伸電子領域取得新突破,研製出了可拉伸的橡膠半導體和導體材料,並利用這些材料製成全橡膠晶體管、感測器和機器人皮膚。
餘存江9日在接受新華社記者電話採訪時說,柔性可拉伸電子在健康監測、醫療植入、人造皮膚及人機交互等領域應用前景廣闊,但目前的電子材料尤其是半導體材料大多不可拉伸,因此人們主要通過將這些材料設計出特殊結構來實現可拉伸的目的,如褶皺、蛇形或彈簧等,但這些方法存在工藝複雜、結構可靠性差、製作成本高等缺點。
餘存江課題組轉而在材料本身下功夫,設計並製備出基於半導體納米纖維和硅橡膠的複合橡膠半導體材料。這些橡膠半導體不僅具有優良的機械拉伸性,還具有良好的半導體電特性,可在拉伸50%的情況下正常工作。此外,他們還開發另外一種複合材料製備法,用金、銀等金屬與橡膠材料製備出能拉伸的橡膠金、橡膠銀等橡膠導體材料。
利用這些橡膠電子材料,課題組成功製成了全橡膠晶體管以及全橡膠的溫度、壓力等感測器。全橡膠晶體管同樣可在拉伸50%的情況下正常工作,各種感測器也具有良好的感測性能。
課題組還成功利用這些橡膠電子器件製成機器人皮膚,並實現機器人手感測環境以及翻譯啞語手勢的功能。
餘存江說:“總的來說,全橡膠電子器件繼承了橡膠材料的機械性質,不僅具有優良的可拉伸延展性、良好的電性能和高結構可靠性,還具有製作工藝簡單、適合大規模製造、成本低的優點。可以預見,全橡膠電子將推動新一代柔性電子的技術革新。”(完)