复杂精密的电子电路化身“热缩保鲜膜”，热风一吹，便严丝合缝地贴附在任意形状的物体表面——这一充满想象力的技术场景正在走向现实。
近日，天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室黄显、国瑞团队与清华大学深圳国际研究生院汪鸿章团队合作，提出一种基于液态金属电路与热塑性薄膜的“热缩制备策略”，为柔性电子与智能感知领域带来重要突破。相关研究成果于1月12日发表在国际权威期刊《自然·电子学》上。
在人工关节、智能头盔、汽车弧形触控面板等不规则3D曲面载体上，制造高性能电路并不是一件容易事，存在着共形贴合难、精度难控、材料适配差、可靠性不足等一系列问题，还可能出现电路易断裂、信号不稳、良率偏低等问题。
柔性电路在各种材质的异形表面实现共形集成。（受访者供图）
面对这一柔性电子领域的难题，研究团队创新性地采用常见的热塑性薄膜为基底，此材料遇热收缩，可紧密包裹物体。为解决普通金属在收缩中易断裂的问题，团队又研制出具有高导电性和良好流动性的半液态金属材料，通过自主打印技术在平面薄膜上“绘制”出电路。
通过该技术，平面电路在约70摄氏度的温水或热风处理后，无论是圆润的苹果、飞机的机翼，还是灵活的手指，都能按照预先设计的“变形蓝图”快速自适应贴合。
在具身智能领域，研究团队依靠此项技术已成功为机器人手臂、头部定制了贴合触觉传感器阵列，让机器人拥有了灵敏的“电子皮肤”。他们还开发了集成压力与温度传感器的“智能手套”，让机器人可以通过“摸一摸”来识别物体。
“不仅如此，该技术的应用潜力正向更广阔的产业场景延伸。”本研究第一作者、天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室和天津大学感知科学与工程系博士蒋成杰介绍说，在智慧农业领域，轻薄的电路可贴附于果蔬表面，实时监测储运温湿度，保障新鲜品质；在航空航天领域，该技术能为飞机机翼定制一体化加热电路，实现高效除冰；在智慧医疗领域，可制作智能绷带，实现舒适精准的健康监测。
扫码下载
中文网微信