该实验室本杰明J·利威尔博士说:“这种混合电子技术,能充分融合传统的柔性电子元器件、高性能电子产品和新兴的3D打印方法,能将金属、聚合物和有机材料整合到‘墨水’中,将整个系统以电子方式连接在一起。用这种技术,可以制成几百个纳米厚的硅集成电路,使其成为像塑料一样柔软、可以弯曲甚至折叠的基材。”
利威尔介绍,为了让电子器件在装配后可弯曲或伸展,帕特森团队采用了液体镓合金作为电器互连材料。他说:“虽然这些液态合金通常在几分钟内就可以氧化成无用的材料,但研究团队找到了减少这种氧化过程的方法。”用特殊方法制作的超薄可折叠材料允许电路很贴合材料空间,甚至融入复杂的诸如飞机机翼或人类皮肤的弯曲表面。
在飞行器中,这种混合柔性系统可用来监测压力和应力;通过微型嵌入式天线,可向地面人员报告飞行员的健康信息;可穿戴的生物传感器在测量心跳、出汗水平、温度和其他生命体征的同时,还能实时测量疲劳和潜在认知问题的指标。
利威尔透露,另一个军事应用是将其放置在“地堡克星”炸弹上,初步测试表明柔性电路能在炸弹被释放出飞机后、与地面接触的初期保持活性并引爆武器。
在日常生活中,利威尔预测,这种灵活的电子系统可以实时监测桥梁和其他基础设施的施工条件;在医疗应用中,可以反馈运动员训练时的身体指标或实时监控病人的重要生命体征。(记者房琳琳)