随着柔性电路板的出现,折纸激发了新型电子工业。

图片来源:路透社/Eliseo Fernandez

剪纸(Kirigami)是一种源自折纸的艺术形式,激发了研究人员打造可延展电路的热情。

他们创造的电子材料小片由特定聚合物和纳米线制成,且柔韧性强,可能将促进智能服装、电子皮肤以及其他需要柔性电路的应用发展。

论文第一作者、布法罗大学机械和航空航天工程系教授Shenqiang Ren指出:“传统电子产品,如平板电脑和其他电子设备中的印刷电路板,都是刚性的。这无法吻合充满曲线的人体构造,尤其是我们活动的时候。 ”

“我们研究了剪纸这种高效而美丽的艺术形式背后的设计原则,并将其应用到我们的研究中,开发出一种更强、更具延展性的电导体。”Ren教授同时也是布法罗大学RENEW协会的成员,该机构致力于解决复杂的环境问题。

该研究得到来自Temple University研究人员的计算建模支持,并采用了纳米限制工程和应变工程(一种用于提高设备性能的半导体制造策略)。

如果没有参考剪纸艺术,这种叫做PthTFB的聚合物可以在不改变电导率的前提下,产生6%的形变。而利用剪纸造型,聚合物可以实现高达2000%的延展,使PthTFB电导率增加3个数量级。

这一进展有很多应用潜力,包括电子皮肤(模仿人类皮肤的薄电子材料,常用于机器人和医疗应用)、可弯曲的显示屏和电子纸。但最有用的应用可能是智能服装,分析人员表示,到2024年智能服装的市场规模将达40亿美元。

作者:Cory Nealon,布法罗大学计算机科学与工程系新闻办公室主任

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责编:张智

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