液体金属

基于液态金属的柔性可自愈电路

发布时间:2022/10/8 20:06:54   

最近,卡内基梅隆大学(CMU)的研究团队在可穿戴电子产品和其他软机器方面取得了重要进展,最近发表的两篇论文对这一进展进行了详细描述。

此前在年,机械工程副教授Majidi和他的团队创造了一种能够电自愈的电路,也就是说,即使在主路被切断或损坏后,它也能继续工作。现在,他们开发了一种用液态金属制成的材料,也能够物理修复损伤。当两块电气液态金属复合材料放在一起时,它们可以像皮肤被割伤后愈合一样融合在一起,这种创新使电路能够承受更多的损伤。

CarmelMajidi的软机器实验室(SML)利用一种由镓和铟合金制成的液态金属实现了这个创新电路。作者说,这种金属比汞等其他液态金属更安全。这些发现使得该技术可以扩展到其他聚合物,包括凝胶。用液态金属制成的电路可以被擦除和重新绘制,使其具有很强的适应性。

这些新材料还可以进行3D打印。机械工程教授SarahBergbreiter与SML合作,使用新的制造工艺打印这些材料。创建这些自修复和可重写电路的3D结构将广泛扩大应用范围。

其中一个应用是能量收集。可以利用两个表面之间的接触产生的电来产生能量。例如,当用气球摩擦头发时,电会让它竖起来。同样的原理也可以应用到可穿戴电子产品上,让它们从人体运动中收集能量。

当Majidi的团队将这种材料添加到一条运动短裤中时,他们能够从穿戴者的运动中收集足够的能量,为带数字显示器的湿度温度计传感器(一种小型的可穿戴计算设备)供电。

作者表示,这项研究的用途可包括生物启发机器人、人机交互、可穿戴计算和太阳能电池。这些软机器人将具有高度的适应性和耐用性,可以实现广泛的应用。

这篇题为《ControlledAssemblyofLiquidMetalInclusionsasaGeneralApproachforMultifunctionalComposites》的论文发表在《AdvancedMaterials》上,标题为《Ultrastretchable,WearableTriboelectricNanogeneratorBasedonSedimentedLiquidMetalElastomerComposite》的论文发表在《AdvancedMaterialsTechnologies》上。



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