中國(guó)將進(jìn)入“無(wú)股不富”的時(shí)代
中國(guó)將進(jìn)入“無(wú)股不富”的時(shí)代
2023-02-17 12:02:21
(相關(guān)資料圖)
在包括柔性機(jī)器人和可穿戴醫(yī)療設(shè)備在內(nèi)的各種可伸縮設(shè)備領(lǐng)域中，確實(shí)存在不少機(jī)會(huì)，但與此同時(shí)挑戰(zhàn)也有很多。其中，最棘手的可能就是將不同的組件和模塊連接起來(lái)，而不影響性能。
就目前的情況來(lái)看，可伸縮電子設(shè)備的各個(gè)部分通常是用商用漿料(膠)直接粘在一起的。然而，用膠水黏連存在許多問(wèn)題，要么變形時(shí)無(wú)法可靠地傳遞機(jī)械和電氣信號(hào)，要么容易斷裂。
為了尋找一種功能更好的替代品，由新加坡南洋理工大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種通用連接器——雙相納米分散(BIND)接口，可簡(jiǎn)單快速地以類似樂(lè)高的方式組裝可伸縮設(shè)備。
據(jù)稱，這種連接電子模塊的便捷方式可構(gòu)成組裝未來(lái)可伸縮設(shè)備的基礎(chǔ)，制造商可根據(jù)他們的設(shè)計(jì)“即插即用”地安裝組件。這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。
具體而言，研究人員將金屬(金或銀)納米顆粒熱蒸發(fā)，在可拉伸電子產(chǎn)品(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)中常用的軟熱塑性塑料內(nèi)形成堅(jiān)固的互穿納米結(jié)構(gòu)。由此產(chǎn)生的納米結(jié)構(gòu)提供了連續(xù)的機(jī)械和電氣路徑，使BIND連接的模塊即使變形也能保持堅(jiān)固。
當(dāng)用戶在組裝可拉伸電子設(shè)備時(shí)，他們只需將一個(gè)BIND連接器的兩端按到電路板上，就可以在短短10秒內(nèi)將其安全地連接到這些設(shè)備上。然后，連接器可以拉伸至其放松長(zhǎng)度的7倍而不會(huì)斷裂。在被拉伸至正常狀態(tài)2.8倍的情況下，它還能繼續(xù)在組件之間傳遞強(qiáng)大的電信號(hào)。
對(duì)于封裝模塊，研究人員發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)創(chuàng)新比傳統(tǒng)連接器要堅(jiān)韌60倍。為了證明在現(xiàn)實(shí)生活中使用的可行性，該團(tuán)隊(duì)使用BIND接口制造了可伸展的設(shè)備，并在大鼠模型和人類皮膚上進(jìn)行了測(cè)試。
當(dāng)連接到大鼠模型上時(shí)，來(lái)自可伸展監(jiān)測(cè)設(shè)備的記錄顯示出可靠的信號(hào)質(zhì)量，盡管電線受到觸摸和拖拽等干擾。當(dāng)貼在人體皮膚上時(shí)，該設(shè)備可收集高質(zhì)量的肌電信號(hào)，測(cè)量肌肉收縮和放松過(guò)程中產(chǎn)生的電活動(dòng)，即使在水下也可行。
“這些令人印象深刻的結(jié)果證明，我們的創(chuàng)新可以用于構(gòu)建功能強(qiáng)大、可靠的可穿戴設(shè)備或軟體機(jī)器人，”南洋理工大學(xué)的Jiang Ying博士說(shuō)，“例如，它可以用于高質(zhì)量的可穿戴健身追蹤器，用戶可以以他們最舒服的方式伸展、做手勢(shì)和移動(dòng)，而不會(huì)影響設(shè)備捕捉和監(jiān)測(cè)他們生理信號(hào)的能力。”
（文章來(lái)源：科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)）
關(guān)鍵詞：
