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柔性材料:可穿戴设备未来发展的新方向

导读: 现在这个时代,从科技巨头到创业公司,似乎许多企业都对可穿戴设备充满了美好的憧憬。似乎现在在整个可穿戴设备领域,有想法并不是什么难办的事情,而这种对技术发展形成限制的其实原料、设备和技术的局限,尤其是许多新奇的想法还需要更好的技术才能实现。

  现在这个时代,从科技巨头到创业公司,似乎许多企业都对可穿戴设备充满了美好的憧憬。似乎现在在整个可穿戴设备领域,有想法并不是什么难办的事情,而这种对技术发展形成限制的其实原料、设备和技术的局限,尤其是许多新奇的想法还需要更好的技术才能实现。

  尤其是随着可穿戴电子设备的层出不穷,智能腕表、智能腕带等都将成为一种主流趋势,这种问题更为突出。由于人类身体构造的原因,可穿戴设备如何更好的贴合人类的肢体也是需要探索的方面。就算可穿戴设备的材质再柔软再舒服,也似乎也无法带来最好的使用体验。

柔性材料:可穿戴设备未来发展的新方向

  柔性电子材料是近几年来比较热的一种研究方向,随着研究的深入,很多柔性材料产品的出现为可穿戴电子设备等带来了全新的体验。

  近日,《自然》刊发了一篇报道,美国斯坦福大学研究人员首次制备出一种可用于制作晶体管的可自愈弹性聚合物,实现了复杂有机电子表面模仿人类皮肤,研究结果有望进一步推动新一代可穿戴设备研发。

  制作弹性半导体聚合物一直以来都是个难题。弹性材料的典型设计规则是让材料更软、结晶度更低。但一般的高性能半导体聚合物,都需要高度结晶且硬度较高,导致材料硬且脆,容易碎裂。

柔性材料:可穿戴设备未来发展的新方向

  而斯坦福大学的研究人员采用了新的思路,通过将刚性半导体聚合物与柔性材料结合,聚合物在拉伸到原来尺寸的两倍以后,仍然保持原有的导电性能,与非晶硅的导电性能一致,该材料同时体现出像人体皮肤一样可以拉伸、形成褶皱、自我愈合的特性。能够用于可穿戴设备、电子皮肤乃至柔性机器人。

  这种弹性晶体管材料由两部分组成:一是刚性的半导体,二是连接这些半导体的无定形链。拉伸时,无定形链间由氢键连接,收缩时氢键断裂吸收机械应力。该材料经过上千次拉伸循环后,开始出现一些裂纹,导电性也轻微降低。但使用热板上加热之后,该材料可以自我愈合,并且几乎完全恢复原本的导电性能。

  目前,研究人员已经使用该聚合物制造出可以穿戴在肘部和踝部的弹性晶体管。研究团队正在从事将这种材料纳入传感器的研究,希望以后能开发出柔性可穿戴显示器。

柔性材料:可穿戴设备未来发展的新方向

  这种柔性电子皮肤作为一种可嵌入或覆盖人体的高精尖设备,未来或许不需要给慢性病患佩戴电子监视设备来跟踪心率、血压、血糖等指标,柔性电子皮肤就是人体健康最好的指示标。可以说,柔性电子皮肤的潜力极大。随着智能医疗、虚拟现实、人工智能等科技的普及,可穿戴设备的需求激增,而柔性电子皮肤作为可穿戴设备的完美结合,发展潜力不容小觑。

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