现有材料的物理局限是柔性电子产品面临的主要问题之一,无论是可穿戴设备,还是医疗或运动技术。如果柔性材料断裂,要么保持断裂状态,要么通过一定的自愈合而继续工作,但效果并不好。近来,宾夕法尼亚州立大学的科研团队研发了一种可用于电子产品的自我修复柔性材料,即便经过多次断裂仍可恢复工作。
由王庆教授领导的科研团队面临的首要挑战是如何确保自愈合电子产品能恢复“一整套功能”。举例来说,在一个假想的可穿戴设备中,如何让一个组件仍可保持电阻,而丧失导热能力及过热风险。他们想出了采用纳米复合材料,其机械强度高,抗电涌,导热率及封装绝缘性能出色。即便被切成两半,在较高温度下将两部分重新连接,“伤口”仍可几乎完全愈合。并且愈合后的材料薄带仍可承载200g压力。
不同于其他可愈合材料,宾州大学团队采用的氮化硼纳米片(boron-nitrate nanosheets)不会受湿气影响,意味着其可以在高湿度环境下使用,比如淋浴。王庆教授表示:“这是自愈合材料首次实现多次断裂后可恢复多种属性,我们认为其在很多行业具有应用价值。我们需要电路中的导电元件,不过还需要微电子的绝缘和保护。”