美空軍研發(fā)柔性混合材料電子技術(shù)
2015-08-19 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
在近日舉辦的第250屆美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)(ACS)全國(guó)會(huì)議上,美國(guó)萊特—帕特森空軍基地空軍力量實(shí)驗(yàn)室展示了他們最新的柔性混合材料電子技術(shù)。研究人員認(rèn)為,未來(lái)超薄的彈性高性能電子產(chǎn)品將會(huì)逐漸取代剛性印制電路板,在軍事及日常生活中均大有用武之地。
該實(shí)驗(yàn)室本杰明J·利威爾博士說(shuō):“這種混合電子技術(shù),能充分融合傳統(tǒng)的柔性電子元器件、高性能電子產(chǎn)品和新興的3D打印方法,能將金屬、聚合物和有機(jī)材料整合到‘墨水’中,將整個(gè)系統(tǒng)以電子方式連接在一起。用這種技術(shù),可以制成幾百個(gè)納米厚的硅集成電路,使其成為像塑料一樣柔軟、可以彎曲甚至折疊的基材!
利威爾介紹,為了讓電子器件在裝配后可彎曲或伸展,帕特森團(tuán)隊(duì)采用了液體鎵合金作為電器互連材料。他說(shuō):“雖然這些液態(tài)合金通常在幾分鐘內(nèi)就可以氧化成無(wú)用的材料,但研究團(tuán)隊(duì)找到了減少這種氧化過(guò)程的方法。”用特殊方法制作的超薄可折疊材料允許電路很貼合材料空間,甚至融入復(fù)雜的諸如飛機(jī)機(jī)翼或人類皮膚的彎曲表面。
在飛行器中,這種混合柔性系統(tǒng)可用來(lái)監(jiān)測(cè)壓力和應(yīng)力;通過(guò)微型嵌入式天線,可向地面人員報(bào)告飛行員的健康信息;可穿戴的生物傳感器在測(cè)量心跳、出汗水平、溫度和其他生命體征的同時(shí),還能實(shí)時(shí)測(cè)量疲勞和潛在認(rèn)知問(wèn)題的指標(biāo)。
利威爾透露,另一個(gè)軍事應(yīng)用是將其放置在“地堡克星”炸彈上,初步測(cè)試表明柔性電路能在炸彈被釋放出飛機(jī)后、與地面接觸的初期保持活性并引爆武器。
在日常生活中,利威爾預(yù)測(cè),這種靈活的電子系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁和其他基礎(chǔ)設(shè)施的施工條件;在醫(yī)療應(yīng)用中,可以反饋運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)的身體指標(biāo)或?qū)崟r(shí)監(jiān)控病人的重要生命體征。
該實(shí)驗(yàn)室本杰明J·利威爾博士說(shuō):“這種混合電子技術(shù),能充分融合傳統(tǒng)的柔性電子元器件、高性能電子產(chǎn)品和新興的3D打印方法,能將金屬、聚合物和有機(jī)材料整合到‘墨水’中,將整個(gè)系統(tǒng)以電子方式連接在一起。用這種技術(shù),可以制成幾百個(gè)納米厚的硅集成電路,使其成為像塑料一樣柔軟、可以彎曲甚至折疊的基材!
利威爾介紹,為了讓電子器件在裝配后可彎曲或伸展,帕特森團(tuán)隊(duì)采用了液體鎵合金作為電器互連材料。他說(shuō):“雖然這些液態(tài)合金通常在幾分鐘內(nèi)就可以氧化成無(wú)用的材料,但研究團(tuán)隊(duì)找到了減少這種氧化過(guò)程的方法。”用特殊方法制作的超薄可折疊材料允許電路很貼合材料空間,甚至融入復(fù)雜的諸如飛機(jī)機(jī)翼或人類皮膚的彎曲表面。
在飛行器中,這種混合柔性系統(tǒng)可用來(lái)監(jiān)測(cè)壓力和應(yīng)力;通過(guò)微型嵌入式天線,可向地面人員報(bào)告飛行員的健康信息;可穿戴的生物傳感器在測(cè)量心跳、出汗水平、溫度和其他生命體征的同時(shí),還能實(shí)時(shí)測(cè)量疲勞和潛在認(rèn)知問(wèn)題的指標(biāo)。
利威爾透露,另一個(gè)軍事應(yīng)用是將其放置在“地堡克星”炸彈上,初步測(cè)試表明柔性電路能在炸彈被釋放出飛機(jī)后、與地面接觸的初期保持活性并引爆武器。
在日常生活中,利威爾預(yù)測(cè),這種靈活的電子系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁和其他基礎(chǔ)設(shè)施的施工條件;在醫(yī)療應(yīng)用中,可以反饋運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)的身體指標(biāo)或?qū)崟r(shí)監(jiān)控病人的重要生命體征。
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