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美中科研人員研制出薄柔電路板軟板, 可作“智能繃帶”

2018-08-15 08:14

  電路板通常很堅(jiān)硬,但美國(guó)和大陸科研人員合作開(kāi)發(fā)出一種輕薄、柔軟的軟板,并概念驗(yàn)證性地制成“智能繃帶”,能貼在皮膚上監(jiān)測(cè)多種生理信號(hào)。

  近日發(fā)表在英國(guó)《自然·電子學(xué)》雜志上的封面文章顯示,這種“智能繃帶”由4層相互連通的薄柔電路板堆疊而成,整體的大小及厚度與1元硬幣相仿。

  研究人員說(shuō),電路板采用以硅彈性體為基礎(chǔ)的“島-橋”結(jié)構(gòu),其中“島”是剛性的小型電子器件,如傳感器、天線、藍(lán)牙芯片等;“橋”是可拉伸的銅線,用來(lái)連接“島”,使電路板可以伸縮彎曲而不影響其功能。

  論文通訊作者、美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校納米工程學(xué)系教授徐升說(shuō),設(shè)計(jì)難點(diǎn)并非堆疊電路板,而在于讓電路板之間實(shí)現(xiàn)電流連接。

  徐升團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的光刻和蝕刻技術(shù)不適用于可伸縮的彈性體。因此,他們將硅彈性體與黑色有機(jī)染料混合,制成電路并堆疊后,使用激光進(jìn)行焊接,最后填充導(dǎo)電材料。這樣得到的電路板既具備正常功能,又有傳統(tǒng)電路板所缺的彈性。

  研究人員說(shuō),用這種柔性電路板制成的“智能繃帶”用途廣泛,可貼在身體不同位置,記錄心電圖、腦電圖、眼動(dòng)和肌肉行為等。

  此外,它能與10米以內(nèi)的智能手機(jī)或筆記本電腦實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信,還可用于遠(yuǎn)程控制機(jī)械臂。

  研究人員表示,該器件連續(xù)使用6個(gè)月后,其電路性能和伸縮性沒(méi)有下降。

  大陸電子科技大學(xué)和美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室的科研人員參與了研究。

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