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通常坚硬的电路板柔软了 美中合作成果可作“智能绷带”检测健康

文章来源:亚洲城人气:发表时间:2018-08-16 16:56

  科技日报北京8月14日电(实习生郭子朔)英国《自然·电子学》杂志13日发表的一篇论文称,美国和中国科研人员合作研发出一种质地柔软、体形轻薄的电路板,并概念验证性地制成可贴于皮肤表面的“智能绷带”,监测生理信号和身体机能状况。

  这种可用于健康检测的“智能绷带”由4层相互连通的软性电路板堆叠而成,整体的大小及厚度近乎于一枚一元硬币。

  作为集个人电子设备和长期远程健康监测功能于一身的仪器,可佩戴的亲肤电子设备成为具有远大前景的研究项目。其面临的关键挑战是,此类设备既要能自由弯曲,还要能随意延展,以适应人体皮肤表面的弧度、弹性以及柔软程度。

  研究人员说,电路板采用以硅弹性体为基础的“岛—桥”结构,其中“岛”是刚性的小型电子器件,如传感器、天线、蓝牙芯片等;“桥”是可拉伸的铜线,用来连接“岛”,使电路板可以伸缩弯曲而不影响其功能。

  论文通讯作者、美国加利福尼亚大学圣迭戈分校纳米工程学系教授徐升(音译)说,设计难点并非堆叠电路板,而在于让电路板之间实现电流连接。

  徐升团队发现,传统的光刻和蚀刻技术不适用于可伸缩的弹性体。因此,他们将硅弹性体与黑色有机染料混合,制成电路并堆叠后,使用激光进行焊接,最后填充导电材料。这样得到的电路板既具备正常功能,又有传统电路板所缺的弹性。

  据悉,中国电子科技大学和美国空军研究实验室的科研人员参与了此项研究。研究人员表示,该种柔性电路板制成的亲肤“智能胶带”用途广泛,可通过贴在身体的不同部位记录心电图、脑电图、眼动和肌肉行为等信息。此外,它能与10米以内的智能手机或笔记本电脑实现无线通信,还可用于远程控制机械臂。研究人员还说,该器件连续使用6个月后,其电路性能和伸缩性没有下降。

  柔软的电路板一直是工程师们梦寐以求的宝贝。有了它,我们就能打开一扇新的大门,制造各种“弹性十足”的电子器材。未来我们不光可以将它用于人体监测,还能满足一些需要电器形态高度可变的场景。近几年,智能电路相关的材料突破接二连三,相信商业应用指日可待。

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