科學家研製出可100%回收的電子皮膚:可自我修復

為了打造更加環保的電子裝置,研究人員們設想了一種可以完全回收的“電子皮膚”。而且即便被撕裂,e-skin 也能夠自我修復。據今日發表在《科學進展》(Science Advances)的研究所述,該裝置本質上是一片裝有感測器的薄膜,能夠測量壓力、溫度、溼度、以及氣流。該薄膜由是三種現已商用的化合物、以及奈米銀顆粒混合而成。

161759.0.png.jpg

如果給“電子皮膚”劃了一刀,兩側流出的化學物質即可自行“恢復如初”。即便表面破損,也可以將薄膜丟進溶液中,讓材料重新“液化植皮”。有朝一日,這項技術或被用於假體、機器人、或智慧織物上。

實際上,全球有許多實驗室都在開發電子皮膚。比如一支歐洲研究團隊就開發出了一種允許使用者通過磁鐵來操縱(而不接觸物體)的方案。此外,日本也有一項將智慧襯衫變為電子遊戲運動控制器的技術。

F1.large.jpg

研究配圖- 1:完全可回收的可塑性電子皮膚。

不過最新研究成果的特殊之處,就是它可以回收再利用:

以美國為例,僅在2014 年,該國就創造了160 億磅(近726 萬噸)的電子廢棄物,而所有這些電路板、電晶體、硬碟,都含有必須妥善處理的有毒化學物質。

F2.large.jpg

研究配圖- 2:薄膜純度和導電特性。

研究合著者、科羅拉多大學波德分校機械工程助理教授肖建良(音譯)表示:

這種特殊的裝置不會產生任何廢棄物,我們想讓釘子產品變得更加環保。

F3.large.jpg

研究配圖- 3:左上為迴圈回收過程示意圖。

即便“電子皮膚”嚴重受損,也可以通過“迴圈解決方案”來回收利用:

● 溶液可以將基質分解為小分子,讓奈米銀離子沉入底部,然後所有材料都可以被重新利用來製造另一片功能性電子皮膚。

● 在140℉(60℃)的情況下,完整回收耗時30 分鐘左右;如果在室溫下,則需要10 小時。

● 相比之下,材料“自愈”的速度要快很多—— 室溫下不到半小時,60℃ 下只需幾分鐘。

F4.large.jpg

研究配圖- 4:上部為電子皮膚設計示意圖。

這種電子皮膚並非十全十美,它雖然柔軟,但不像人類皮膚那樣富有彈性。教授表示,他和同事們正在努力提升裝置的可擴充套件性,以便更輕鬆地運用到假肢或機器人的製造嵌入。

不過最讓他們激動的,還是這項研究的環保特性:“我們面臨著日益嚴重的汙染問題,環保的重要性也與日俱增。為了自己和下一代,都必須確保自然安全”。

科學家研製出可100%回收的電子皮膚:可自我修復原文請看這裡