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按壓10秒!柔性電子器件實現“樂高式”高效組裝

發布時間:2023-02-22 10:35:00來源: 科技日報

  科技日報深圳2月21日電 柔性電子器件在人體(ti) 健康檢測、可穿戴設備等生物醫學工程領域應用前景廣泛。然而,在其組裝中,連接不同模塊的商用導電膠容易變形、斷裂,接口不穩定性阻礙了相關(guan) 領域的深入發展。21日,中國科學院深圳先進技術研究院發布最新科研成果:研究人員開發出一種基於(yu) 雙連續納米分散網絡的BIND界麵,隻需要按壓10秒鍾,即可實現柔性電子器件“樂(le) 高式”高效穩定組裝。相關(guan) 成果已發表於(yu) 《自然》期刊。

  “柔性電子器件一般由三類不同模塊組裝而成。”論文共同通訊作者之一、深圳先進技術研究院研究員劉誌遠介紹,“由於(yu) 不同模塊的形狀參數、材料性質、加工條件不同,往往要先分開製備,再通過商用導電膠組裝在一起,構成不同功能的柔性電子器件。”

  商用導電膠的瓶頸卻破壞了柔性電子器件的整體(ti) 穩定性。“無論單個(ge) 模塊的拉伸性多強,一旦接口處的拉伸性跟不上,那麽(me) 整個(ge) 器件的性能就會(hui) 受到製約。”論文第一作者、南洋理工大學博士薑穎回憶說,他們(men) 曾經把柔性電子器件放在大鼠體(ti) 內(nei) ,想長期監測其動態生理信號,但在大鼠跑動的過程中接口斷掉了,“這樣的器件在實際中難以應用。”

  研究團隊發現,在特定的製備條件下,基於(yu) SEBS嵌段聚合物和黃金納米顆粒的柔性界麵(BIND界麵),能夠作為(wei) 柔性模塊間的接口。就像天然的“魔術貼”一樣,將不同功能的柔性傳(chuan) 感器穩定地黏合在一起,實現模塊間的高效連接。

  除了柔性傳(chuan) 感模塊之外,柔性電子器件還需要一起組裝剛性模塊、封裝模塊等。研究人員采用OTS修飾等方法將BIND界麵製備在硬質模塊上,讓硬質模塊能夠高效連接另一個(ge) 有BIND界麵的柔性模塊。

  “這種方法的普適性很強,就像‘拚樂(le) 高’一樣,任何帶有BIND接口的模塊,隻要麵對麵按壓在一起,就能把柔性電子器件更靈活、高效地組裝在一起。”薑穎說。

  數據表明,采用BIND界麵的柔性模塊接口,其導電拉伸率可達180%、機械拉伸率可達600%,遠高於(yu) 采用商用導電膠連接的普通接口;對於(yu) 硬質模塊接口,其導電拉伸率達到200%,並能適用於(yu) 聚酰亞(ya) 胺、玻璃、金屬等多種硬質材料;對於(yu) 封裝模塊接口,BIND界麵能提供的黏附力是傳(chuan) 統柔性封裝的60倍。

  “這項研究不僅(jin) 簡化了柔性醫療器件的使用,也加速了多模態、多功能的柔性醫療器件的研發。”劉誌遠說,通過該接口組裝的智能柔性傳(chuan) 感器件可用於(yu) 多個(ge) 醫療領域,如植入式人機接口、體(ti) 表健康監測等,(記者葉青 通訊員刁雯蕙王之康)

(責編:李雨潼)

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