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美空军研发柔性混合材料电子技术

发布时间:2019-10-16 10:56:53 编辑:笔名

在近日举办的第250届美国化学学会(ACS)全国会议上,美国莱特—帕特森空军基地空军力量实验室展示了他们的柔性混合材料电子技术。研究人员认为,未来超薄的弹性高性能电子产品将会逐渐取代刚性印制电路板,在军事及日常生活中均大有用武之地。

该实验室本杰明J·利威尔博士说:“这种混合电子技术,能充分融合传统的柔性电子元器件、高性能电子产品和新兴的3D打印方法,能将金属、聚合物和有机材料整合到‘墨水’中,将整个系统以电子方式连接在一起。用这种技术,可以制成几百个纳米厚的硅集成电路,使其成为像塑料一样柔软、可以弯曲甚至折叠的基材。”

利威尔介绍,为了让电子器件在装配后可弯曲或伸展,帕特森团队采用了液体镓合金作为电器互连材料。他说:“虽然这些液态合金通常在几分钟内就可以氧化成无用的材料,但研究团队找到了减少这种氧化过程的方法。”用特殊方法制作的超薄可折叠材料允许电路很贴合材料空间,甚至融入复杂的诸如飞机机翼或人类皮肤的弯曲表面。

在飞行器中,这种混合柔性系统可用来监测压力和应力;通过微型嵌入式天线,可向地面人员报告飞行员的健康信息;可穿戴的生物传感器在测量心跳、出汗水平、温度和其他生命体征的同时,还能实时测量疲劳和潜在认知问题的指标。

利威尔透露,另一个军事应用是将其放置在“地堡克星”炸弹上,初步测试表明柔性电路能在炸弹被释放出飞机后、与地面接触的初期保持活性并引爆武器。

在日常生活中,利威尔预测,这种灵活的电子系统可以实时监测桥梁和其他基础设施的施工条件;在医疗应用中,可以反馈运动员训练时的身体指标或实时监控病人的重要生命体征。

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