Team udvikler nyt materiale til bærbare enheder, der er i stand til at gendanne ledningsevne

Forskerholdet bestående af forskeren Hyunseon Seo og seniorforsker Dr. Donghee Son fra Korea Institute of Science and Technology's Biomedical Research Institute, postdoc-kandidat Dr. Jiheong Kang og professor Zhenan Bao fra Stanford University (kemiteknik) annoncerede et nyt materiale med høj strækbarhed og høj elektrisk ledningsevne, med evnen til at helbrede sig selv efter at have været udsat for alvorlig mekanisk belastning. Materialet kan anvendes i bærbare elektroniske enheder.

Forud for denne undersøgelse, Dr. Donghee Son, Dr. Jiheong Kang, og prof. Zhenan Bao udviklede et polymermateriale, der er meget elastisk, kan selvhelbredende uden hjælp af eksterne stimuli, selv når de udsættes for vand eller sved, og har en mekanisk styrke svarende til den menneskelige hud, gør den behagelig at have på i længere tid.

I sin seneste undersøgelse, KIST-Stanford forskerholdet udviklede det nye materiale, som kan bruges som sammenkobling, da det har de samme egenskaber som eksisterende bærbare materialer og høje niveauer af elektrisk ledningsevne og strækbarhed, egenskaber, der muliggør en stabil overførsel af elektricitet og data fra den menneskelige krop til elektroniske enheder.

KIST-Stanford-teamet spredte sølvmikro-/nano-partikler gennem det meget strækbare og selvhelbredelige polymermateriale for at opnå et nyt design for et nanokompositmateriale med høj strækbarhed og høj elektrisk ledningsevne.

Under prøver, materialet udviklet af KIST-teamet blev brugt som en sammenkobling og knyttet til den menneskelige krop for at muliggøre måling af biometriske signaler i realtid. Signalerne blev derefter transmitteret til en robotarm, som med succes og præcist efterlignede bevægelser af en menneskelig arm i realtid.

I modsætning til typiske materialer, hvis elektriske ledningsevne (og dermed ydeevnen) falder, når materialernes form ændres af en påført trækbelastning, det nye materiale udviklet af KIST-forskerholdet viser en dramatisk stigning i ledningsevnen under en trækbelastning på 3500 procent. Faktisk, elektrisk ledningsevne steg over 60 gange, opnåede det højeste ledningsevneniveau rapporteret på verdensplan indtil videre. Selvom materialet er beskadiget eller helt gennemskåret, det er i stand til at helbrede sig selv, en ejendom, der allerede nu får opmærksomhed fra den akademiske verden.

KIST-holdet undersøgte fænomener, der endnu ikke er blevet undersøgt i eksisterende ledende materialer. Fænomenet, der vises i det nye materiale, der er udviklet af teamet, er elektrisk "selvforstærkende, "som refererer til selvforbedring af elektrisk ledningsevne gennem omlægning og selvjustering af et materiales mikro-/nanopartikler, når materialet strækkes. Teamet opdagede også mekanismen for en sådan dynamisk adfærd af mikro-/nanopartikler ved at bruge SEM og mikrocomputertomografi (μ-CT) analyser.

Seo sagde, "Vores materiale er i stand til at fungere normalt, selv efter at være blevet udsat for ekstreme ydre kræfter, der forårsager fysisk skade, og vi tror på, at det vil blive brugt aktivt i udviklingen og kommercialiseringen af ​​næste generations bærbare elektroniske enheder."

Søn sagde, "Fordi resultatet af denne undersøgelse i det væsentlige er den grundlæggende teknologi, der er nødvendig for udviklingen af ​​materialer, der kan bruges i store områder af den fjerde industrielle revolution, såsom medicinsk teknik, Elektroteknik, og robotteknologi, vi forventer, at det vil være anvendeligt på forskellige områder. "