以色列推出自愈功能的柔性传感器

以色列推出自愈功能的柔性传感器
[据每日科学在线2015年11月17日报道]柔性传感器已被用于各种消费电子产品中，如机器人、医疗保健和太空飞行，未来可能应用在包括“电子皮肤”和假肢上，让佩戴者能够“感觉”到环境变化。目前，柔性传感器面临的一个重要问题就是容易被划伤或损坏从而导致性能的破坏。以色列理工研究所的研究人员开发了一种可以集成到柔性器件的材料，它能够对突发的划伤以及破坏切割产生自愈合的效果以弥补器件的功能。这种先进的材料是利用一种新的模仿人皮肤的有着自愈合性能的合成多分子高聚物（多分子高聚物是一种由多个重复的小分子组合而成的大分子）。这意味着电子皮肤的“伤口”能够在短于一天的时间内快速完成自我愈合。一篇介绍这种*的、具有自愈合功能的传感器特性和应用的文章被发布在《先进材料》杂志上。
研究人员表示，他们已经开发出了完整的、具有自愈合功能的器件。这种器件有着可弯曲和有弹性的化学电阻，无论任何一部分被切断或划伤都可以进行自愈。这种新传感器由自愈合衬底、高传导率的电极以及分子调控的纳米金颗粒组成。金颗粒在衬底的顶部和自愈合电极之间，能够治愈裂缝，*断开电连接。一旦治愈，自愈合传感器的多分子高聚物衬底会表现出对易挥发有机物质的灵敏性，其灵敏度可达到有亿分之几。同时，它还表现出在温度-20℃到40℃状态下的超级愈合能力。这种性质，能够使得这种自愈合传感器的应用范围扩展到那些存在温度的地区。从冰点以下的温度到赤道的温度，这种自愈合传感器在不同环境时都有良好的稳定性。
自愈多分子高聚物的效果是非常迅速的，当温度在0℃到10℃之间时，水分子凝结并被衬底吸收。凝结使衬底开始膨胀，允许聚合物的分子链开始自由流动，即开始自愈合的效果。经过测试，愈合之后，非生物的化学电阻依然对接触、压力和拉伸有着高的灵敏度。
另一个显著特征是，当发生自愈合后，电极阻抗会增加，并且能够承受超过20次的切割/自愈循环过程。本质上，自愈使的自愈合传感器变的更加强大。研究人员指出，这种化学阻抗的自愈效率如此之高，使得传感器能够在任何位置承受多次切割。目前，研究人员正在试验碳基自愈复合材料和具有自愈功能的晶体管。通过这种自愈传感器，也许能够实现柔性器件的自我管理，这将大大提高它们的可靠性。有一天，自愈合传感器将作为生物传感器的平台，利用电子皮肤来监测人类的健康。