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新材料能让显示屏自我修复

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来源: 作者: 2019-05-17 01:54:50

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美国加州大学河滨分校的科研人员开发出一种具有延展性并能导电的透明聚合物材料,可实现电子设备和机器人的自我修复,特别适用于屏幕和电池。该研究成果将在近期举办的第253届美国化学学会年会上展出。

自我修复材料是一种在物体开裂或受损时能自动进行修复的新型材料,人类皮肤就具备自我修复的能力。自我修复材料可应用于和电池上,让摔裂的屏修复如新,或让摔断的电池恢复供电功能。

自我修复的关键是化学键。材料中存在两种类型的键:一种是较强的共价键,一旦断裂不容易重新整合;另一种是较弱的非共价键,非常有活性,比如氢键。大多数自我修复聚合物主要依托氢键或金属配体构成,但这些非共价键其实不合适制造离子导体。

此次,研究人员采用了离子偶极相互作用的非共价键,其具有一种特殊的黏合力,这种力存在于带电离子和极性份子之间。离子偶极相互作用此前从未应用于设计自我修复聚合物,新实验证明,其特别适合离子导体。

新的自我修复材料由一种极性可延展的聚合物——偏氟乙烯和六氟丙烯聚合物以及离子盐构成,可以拉伸到正常尺寸的50倍,其断为两半后,能在一天以内实现完全自动对接。

为了测试新材料,研究人员利用它制作了一种“人造肌肉”,在两层离子导体间放置了一个绝缘膜。结果显示,新材料可对电信号作出反应,带动人造肌肉移动。

目前,研究人员正在高湿度环境等卑劣条件下对此材料进行测试。此前的自修复聚合物在高湿度环境下表现不佳,因为材料进水后,会改变机械性能。他们正在对聚合物进行微调,以使其更接近实际应用。

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