新型柔性電路室溫可自愈：怎樣都不爛

2025-05-14 23:11:08

       經得起彎曲，耐得住摺疊，被徹底剪斷後也能自行修復，且功能完好如初。美國科學家日前開發出一種在室溫下即可實現自愈的柔性電路，即便被完全切斷也能恢復原來的導電性。新成果有望在柔性電子產品、機器人、人工皮膚、仿生假體等領域獲得應用。

這種電路由一種具有自愈功能的導電凝膠製成，具備高導電性、柔韌性並能在室溫下實現自愈。領導此項研究的美國德克薩斯大學奧斯汀分校助理教授餘桂華（音譯）稱，這種特性與其兩種成分密切相關，它們分別是超分子凝膠（超級凝膠）和導電高分子水凝膠。這種組合策略能夠讓新材料同時具備兩種材料的物理和化學屬性。

超級凝膠的高分子化學特徵為新材料提供了自愈能力。作為一種超分子組裝材料，這種凝膠由大分子亞基而非單個分子組成。因尺寸和結構獨特，超級凝膠分子間的相互作用比普通材料要弱得多，而且這種相互作用還是可逆的，使其像「動態膠水」一樣，具備重新自我組裝的能力。而導電聚合物水凝膠則因其獨特的3D網絡結構，有助於提高新材料的導電性能。作為混合凝膠的骨幹材料，水凝膠成分也增強了新材料的強度和彈性。當超級凝膠注入到水凝膠基質中後，超級凝膠會在新材料中形成第二個網絡結構，讓兩種材料看起來像是一個整體。

研究人員證明，當混合凝膠電路被切斷後，一分鐘即可完成自我修復，恢復導電。即使在同樣的位置被切割多次，凝膠電路也能「滿血復活」。相關論文發表在最新一期《納米快報》雜誌上。

專家認為，不但要讓硬邦邦的電路板像普通衣服一樣穿在身上，還要使電路具有自我診斷、自我修復的「癒合」能力，或者說具有生物組織或器官那樣的「活」性，從而大大增強電子產品的安全性、可靠性和壽命，便是這項研究的意義所在。

       PS：a）在被切成兩半後，導電超級凝膠不但能夠自我修復，還能承受住被鑷子從一側夾起來時自身的重量。b）凝膠電路能夠自行修復因反覆摺疊產生的裂痕。c）一個自我修復電路點亮了LED燈，在被彎曲、切斷和摺疊後都能實現自我修復。■