具有自行修復能力與導電性之軟材料

 

刊登日期:2023/5/10
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美國卡內基美隆大學(CMU)開發了一項兼具自行修復能力與類金屬導電性之軟材料。自行修復導電材料若能應用於軟性機器人、軟電路、可重構生物電極等方面,將可望帶動機器人、電子及醫療領域的發展。既有的自我修復材料大多由高分子鏈中含水的水凝膠所組成,並利用自發性的分子間力從物理損傷中恢復,但由於導電性較差,而無法應用於電子產品用途。

CMU開發的材料是由高分子鏈中填充了銀微粒子與鎵類液態金屬的有機凝膠(Organogel)組成,具有高導電性。透過以有機溶劑取代水,將可在空氣中使用24小時以上,而不會像水凝膠般出現急速乾燥的狀況。在一項模擬自行治癒蝸牛的機器人實驗中,當斷開連接電池與馬達的有機凝膠後,蝸牛機器人的運動速度降低了50%以上,但以手動重新連接有機凝膠後,蝸牛機器人再次恢復電氣連結,進而回復了其原始速度的68%。

此外,新材料亦可做為可重構電路的構成要素而發揮機能性,意即將凝膠狀電子設備重複使用、再利用於不同的配置。在另一項實驗中,研究團隊以有機凝膠連接玩具車的馬達與電池,當凝膠被切分為3部分,其中1部分利用於與安裝在車頂的LED相連結,而剩餘的2部分以手動重新連結後,仍可讓玩具車繼續動作。研究團隊進一步透過實驗,確認新材料的應用可以讀取身體不同部位的肌電圖,證明新材料具有可重構的實用性,將可望應用於肌電圖、心電圖等組織/電子介面等領域。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/230407_soft-material.html
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