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研究人员开发轻量化,高导电,高柔韧的新型银水凝胶复合材料
2021年03月22日 发布 分类:技术前沿 点击量:28
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在机器人领域,金属具有强度,耐久性和导电性等优点。但是,它们又重又硬——这些特性在可穿戴计算和人机界面的软而灵活的系统中是不可取的。另一方面,水凝胶具有重量轻,可拉伸,生物相容性好等优点,是隐形眼镜和组织工程支架的优良材料。然而,它们的导电能力很差,而这正是数字电路和生物电子学应用所需要的。

近日,Carnegie Mellon大学的研究人员在Nature Electronics发表了一项成果,他们开发出一种银水凝胶复合材料,具有高导电性,能够输送直流电,同时保持柔软的柔顺性和可变形性。论文地址:https://doi.org/10.1038/s41928-021-00545-5

研究小组将微米大小的银片悬浮在聚丙烯酰胺-海藻酸钠水凝胶基质中。经过部分脱水过程后,薄片形成了导电的渗滤网络,并且对机械变形非常敏感。通过控制这种脱水和水合过程,金属片可以粘在一起或分开,形成可逆的电连接。

机械工程教授Carmel Majidi解释说:“这种新型复合材料具有高导电性,高柔顺性或‘蠕动性’,可以在生物电子学等领域有很多应用。”例如,带有信号处理传感器的大脑贴纸,为电子设备供电的可穿戴式能量生成设备和可伸缩显示器。”银水凝胶复合材料可以通过标准方法印刷,如模版印刷,类似于丝网印刷。研究人员利用这项技术开发了用于神经肌肉电刺激的皮肤电极。根据Majidi的说法,这种复合材料可以覆盖人体的大面积,“就像皮肤上的第二层神经组织。”

编译 YUXI


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