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新型导电材料,集液态金属与聚合物于一身
文章来源:未知     更新时间:2018-06-19 15:02:28

  据报道,中国的研究人员已经制造出一种新的混合导电材料,它是由部分弹性聚合物和部分液态金属组成的,这是一种可以随意弯曲和拉伸的导电材料。用这种材料制成的电路可以大部分以二维形状存在,而且还是无毒的。这项研究6月14日发表在新跨学科期刊《iScience》上。

 

       “这是第一个具有高导电性和可伸展性、完全生物相容性的柔性电子器件,并且能够在微型精度尺寸上方便地制造,” 资深作者Xingyu Jiang说,他是国家纳米科学技术中心的教授。我们相信,这种材料将会有广泛的应用,尤其在可穿戴电子产品和植入式设备领域。”

 

      研究者提出的材料称为金属聚合物导体(MPC),之所以称为金属聚合物导体(MPC),是因为它是两种具有非常不同性质但同样理想性能材料的组合。在这种情况下,金属以我们不熟悉的导电状态存在,如铜、银或金,而是镓和铟,它以厚厚的糖浆形式存在,仍然允许电流流动。研究人员发现,将这种液态金属混合物的球体嵌入有机硅聚合物的支撑网络中,会产生具有足够导电性的机械弹性材料,用以支持功能电路。

 

      MPC的结构可以被比喻为漂浮在聚合物海洋中的圆形液态金属岛,在他们下方有液态金属地幔以确保完全的导电性。研究人员成功地在不同的应用中尝试了不同的MPC配方,包括用于可穿戴键盘手套的传感器和用于刺激DNA穿过活细胞膜的电极。

 

       “MPC的应用依赖于聚合物,” Jiang研究小组的研究生Lixue Tang说。我们采用超弹性聚合物制造可伸缩电路的MPC。我们使用生物相容性和生物可降解聚合物,是希望MPCs可以作为植入式设备。未来,我们甚至可以通过结合电活性聚合物来制造柔性机器人。

 

      作者陈述了他们制造MPCs的方法,这种方法涉及丝网印刷和微流体图案,可以适应任何二维几何形状,以及不同的厚度以及各种电性能,这取决于液态金属油墨的浓度。这种多功能性可以成为理想的生物医学材料,例如用于识别和减轻心脏疾病的柔性补丁。

 

       “我们希望开发出生物相容性材料,这些材料可以用来制造可穿戴或植入设备,用于诊断和治疗疾病,并且还不能损害生活质量,我们相信这是改变心血管疾病和其他疾病的第一步。”Jiang说。

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