科学家研制自动修复新型电子材料 可穿戴设备有望借此更结实耐用

2025年09月23日 阅读量:89

元素百科据物理学家组织网5月17日报道,柔性电子设备的发展势头良好,但面临着一个重要问题:电子材料经过多次破碎和修复后可能会损坏。目前,中美科学家共同开发了一种新型电子材料,即使多次破碎,也能自动恢复所有功能,有助于提高可穿戴设备的耐久性和耐久性。在最新一期《先进功能材料》杂志上发表了相关研究成果。

电子材料结构原理

宾夕法尼亚州立大学和哈尔滨理工大学的科学家在实验中将氮化硼纳米片添加到塑料聚合物原料中。氮化硼纳米片通过氢键组连接在其表面。当两个纳米片非常接近时,氢键之间的自然电子吸引力将使其紧密连接;当氢键恢复时,纳米片也会自动恢复。根据添加到聚合物中的氮化硼纳米片的百分比,这种自我恢复方法需要额外的加热或压力,但一些新材料可以在室温下自动恢复。

氮化硼纳米片也是一种二维材料,但不导电,可用作可穿戴设备的绝缘体。实验表明,该材料可以恢复作为绝缘体的所有属性,包括机械强度、破坏强度、电阻、导热性和绝缘性。

电子材料可以自我修复

宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程教授王青(音译)说:“可穿戴设备和弯曲电子设备会随着时间的推移产生机械变形,从而损坏设备的功能和外观。因此,我们希望开发一种电子材料,在多次破碎后仍能恢复所有功能。“他说,大多数自动恢复材料都很软,但他们开发的新材料非常坚固;氮化硼纳米片不同于其他使用氢键的可恢复材料,这意味着使用这种绝缘材料的设备可以在潮湿的环境中工作。

此前,研究人员开发了一些材料,可以在破碎后自动修复一种功能,但对于高效的可穿戴设备来说,恢复一套完整的功能非常重要。这是科学家首次开发自我修复材料,在多次损坏后仍能恢复多个属性。

                                                                                            责任编辑:qxl

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