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柔性电子的新技术:可自我修复的介电质

发布时间:2019-08-13 访问次数:286次 来源: 印刷电子在线 分享:

柔性电子被看作是正在不断发展的电子领域。然而,半个世纪以来,人们大部分时间仅关注于硅基电子,使得留给研究新型柔性电子材料的空间少之又少。


近来,对于研究发展可自我修复的导电材料人们有着极大的动力,这些材料可以承受由于扭曲变形而导致的损坏。但是目前为止,大部分的研究也仅是局限于可自我修复的导电体。


现在,宾夕法尼亚州立大学的研究者们开始着眼于可自我修复的绝缘材料。介电质与电导体同样重要,它可以隔绝电流并包装电子产品。


“大部分对于可自我修复电子材料的研究集中于电导体,而绝缘体却被忽视了”, 宾夕法尼亚州立大学的王青(音, Qing Wang)在一篇文章中表示,“在电路中我们需要导电元件,但我们也需要绝缘体来保护微电子元件”。


在《先进功能材料》这本杂志的描述中,来自宾州的研究队伍研发了一种聚合纳米复合材料,并由功能化的氮化硼纳米片强化而成。这种材料在经过反复的弯曲和扭曲之后,仍能保持自身的结构及电子特性,包括机械强度及击穿强度。由此,它可以保持它的防电涌特性,电阻率,导热性及绝缘性。


这种自我修复是这样生效的:其表面的氮化硼纳米片通过氢键组相互连接。当两片这种复合材料极其接近的时候,自然的静电力会使他们相互连接。当氢键重新建立起来时,这种材料就成功的自我修复了。


为了激活这种自我修复的过程,需要一定的热量或者附加的一定压力,而氮化硼纳米片在复合材料中所占的比例决定了其所需的热量及压力。这意味着,当这种材料具有一定的氮化硼百分比时,两片断开的材料只需要在室温下挨着放在一起就可能进行自我修复。


“我们想找到一种材料,它在自我修复后可以恢复所有的机能,并且能在多次的损坏后依然如此”,王说,“这是第一次创造了一种可自我修复材料,它可以在多次损坏后恢复其多种特性,我们认为它在非常多的应用中都是有用的”。

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