英國(guó)《自然·電子學(xué)》雜志13日發(fā)表的一篇論文稱(chēng),美國(guó)和中國(guó)科研人員合作研發(fā)出一種質(zhì)地柔軟、體形輕薄的電路板,并概念驗(yàn)證性地制成可貼于皮膚表面的“智能繃帶”,監(jiān)測(cè)生理信號(hào)和身體機(jī)能狀況。
這種可用于健康檢測(cè)的“智能繃帶”由4層相互連通的軟性電路板堆疊而成,整體的大小及厚度近乎于一枚一元硬幣。
作為集個(gè)人電子設(shè)備和長(zhǎng)期遠(yuǎn)程健康監(jiān)測(cè)功能于一身的儀器,可佩戴的親膚電子設(shè)備成為具有遠(yuǎn)大前景的研究項(xiàng)目。其面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是,此類(lèi)設(shè)備既要能自由彎曲,還要能隨意延展,以適應(yīng)人體皮膚表面的弧度、彈性以及柔軟程度。
研究人員說(shuō),電路板采用以硅彈性體為基礎(chǔ)的“島—橋”結(jié)構(gòu),其中“島”是剛性的小型電子器件,如傳感器、天線(xiàn)、藍(lán)牙芯片等;“橋”是可拉伸的銅線(xiàn),用來(lái)連接“島”,使電路板可以伸縮彎曲而不影響其功能。
論文通訊作者、美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校納米工程學(xué)系教授徐升(音譯)說(shuō),設(shè)計(jì)難點(diǎn)并非堆疊電路板,而在于讓電路板之間實(shí)現(xiàn)電流連接。
徐升團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的光刻和蝕刻技術(shù)不適用于可伸縮的彈性體。因此,他們將硅彈性體與黑色有機(jī)染料混合,制成電路并堆疊后,使用激光進(jìn)行焊接,最后填充導(dǎo)電材料。這樣得到的電路板既具備正常功能,又有傳統(tǒng)電路板所缺的彈性。
據(jù)悉,中國(guó)電子科技大學(xué)和美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室的科研人員參與了此項(xiàng)研究。研究人員表示,該種柔性電路板制成的親膚“智能膠帶”用途廣泛,可通過(guò)貼在身體的不同部位記錄心電圖、腦電圖、眼動(dòng)和肌肉行為等信息。此外,它能與10米以?xún)?nèi)的智能手機(jī)或筆記本電腦實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信,還可用于遠(yuǎn)程控制機(jī)械臂。研究人員還說(shuō),該器件連續(xù)使用6個(gè)月后,其電路性能和伸縮性沒(méi)有下降。
總編輯圈點(diǎn)
柔軟的電路板一直是工程師們夢(mèng)寐以求的寶貝。有了它,我們就能打開(kāi)一扇新的大門(mén),制造各種“彈性十足”的電子器材。未來(lái)我們不光可以將它用于人體監(jiān)測(cè),還能滿(mǎn)足一些需要電器形態(tài)高度可變的場(chǎng)景。近幾年,智能電路相關(guān)的材料突破接二連三,相信商業(yè)應(yīng)用指日可待。
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