您现在的位置是:首页 >人工智能 > 2021-05-04 01:48:03 来源:

材料可能导致自我修复的智能手机

从漫威宇宙中获得启发,研究人员报告说,他们开发了一种自我修复的聚合物材料,着眼于可以自我修复的电子和软机器人。材料是可拉伸和透明的,传导离子产生电流,有一天可以帮助你破碎的智能手机再次回到一起。

“当我年轻的时候,我的偶像是来自X战警的金刚狼,”王超博士说。“他可以拯救世界,但只是因为他可以治愈自己。一种自我修复的材料,当被雕刻成两部分时,可以像没有发生任何事情一样回到过去,就像我们的人类皮肤一样。我一直在研究自我创造 - 使用锂离子电池,因此当您放下手机时,它可以自行修复并持续更长时间。“

自修复的关键在于化学键合。Wang解释说,材料中存在两种类型的债券。存在共价债券,它们很强大,一旦破裂就不易改革; 和非共价债券,它们更弱,更有活力。例如,将水分子彼此连接的氢键是非共价的,不断地断裂和重整以产生水的流体性质。“大多数自愈合聚合物形成氢键或金属 - 配体配位,但这些不适用于离子导体,”Wang说。

加州大学河滨分校的Wang团队改为使用一种称为离子 - 偶极相互作用的不同类型的非共价键,即带电离子和极性分子之间的力。“离子 - 偶极相互作用从未用于设计自修复聚合物,但事实证明它们特别适用于离子导体,”Wang说。材料开发的关键设计理念是使用极性,可拉伸的聚合物,聚(偏二氟乙烯 - 共六氟丙烯),以及可移动的离子盐。聚合物链通过聚合物中的极性基团与离子盐之间的离子 - 偶极相互作用彼此连接。

得到的材料可以拉伸到通常尺寸的50倍。在被撕成两半后,材料在一天内自动完全缝合在一起。

作为测试,研究人员通过在两层离子导体之间放置非导电膜来产生“人造肌肉”。新材料对电信号做出反应,为这些人造肌肉带来运动,之所以这么命名,是因为生物肌肉同样会响应电信号而移动(尽管王的材料并非用于医疗应用)。

为了下一步,研究人员正致力于改变聚合物以改善材料的性能。例如,他们正在恶劣条件下测试材料,例如高湿度。“以前的自愈合聚合物在高湿度下效果不佳,”王说。“水进入那里并弄乱了。它可以改变机械性能。我们目前正在调整聚合物本身的共价键,以使这些材料为实际应用做好准备。“