柔性電子材料

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，目前，柔性電子設(shè)備的發(fā)展勢(shì)頭一片大好，但面臨一個(gè)重要問(wèn)題：電子材料在經(jīng)過(guò)多次破碎和修復(fù)之后功能可能受損。現(xiàn)在，中美科學(xué)家攜手研制出一種即使破碎多次也能自動(dòng)恢復(fù)所有功能的新型電子材料，有助于提升可穿戴設(shè)備的持久性和耐用性。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期《先進(jìn)功能材料》雜志上。

　　賓夕法尼亞州立大學(xué)和哈爾濱理工大學(xué)的科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中將氮化硼納米片添加到一種塑料聚合物原材料上，氮化硼納米片通過(guò)在其表面起作用的氫鍵組連，當(dāng)兩塊納米片距離很近時(shí)，氫鍵之間自然出現(xiàn)的電子吸引會(huì)讓其緊密相連；當(dāng)氫鍵恢復(fù)時(shí)，納米片也自動(dòng)恢復(fù)。根據(jù)添加到聚合物上的氮化硼納米片百分比的不同，這種自我恢復(fù)方式需要額外加熱或加壓，但有些形式的新材料在室溫下就能自動(dòng)恢復(fù)功能。

　　氮化硼納米片也是二維材料，但不導(dǎo)電，可用在可穿戴設(shè)備內(nèi)用作絕緣體。實(shí)驗(yàn)顯示，這種材料遭受破壞后能恢復(fù)作為絕緣體的所有屬性，包括機(jī)械強(qiáng)度、破壞強(qiáng)度、電阻、導(dǎo)熱性以及絕緣性等。

　　賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)和工程學(xué)教授王慶（音譯）說(shuō)：“可穿戴設(shè)備和可彎曲電子設(shè)備會(huì)隨著時(shí)間推移產(chǎn)生機(jī)械變形，從而導(dǎo)致設(shè)備功能和外觀受損，因此，我們希望研制出一種多次破碎之后仍能恢復(fù)所有功能的電子材料。”他表示，大多數(shù)自動(dòng)恢復(fù)材料很軟，但他們研發(fā)的這種新材料非常堅(jiān)固；而且與其他使用氫鍵的可恢復(fù)材料不同，氮化硼納米片讓水分無(wú)法滲透，這意味著使用這種絕緣材料的設(shè)備能在潮濕環(huán)境下操作。

　　此前，研究人員已經(jīng)研制出了一些能在破碎之后自動(dòng)修復(fù)一種功能的材料，但對(duì)高效的可穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)，恢復(fù)整套功能才至關(guān)重要。這是科學(xué)家首次研制出在多次受損之后仍能恢復(fù)多個(gè)屬性的自我修復(fù)材料。