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科研人员研制出薄柔电路板 可作“智能绷带”

科普小知识2022-07-11 12:57:56
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新华社华盛顿8月13日电(记者周舟)电路板通常很硬,但美国和中国的研究人员已经联合开发出一种轻、薄、软的电路板,这种电路板已经在概念上和可验证的基础上制成了一种“智能绷带”,可以应用于皮肤,以监测各种生理信号。

根据英国杂志《自然电子》(Nature Electronics)13*登的一篇封面文章,这种“智能绷带”由四层相互连接的薄柔性电路板组成,整体尺寸和厚度与1元硬币相似。

研究人员称,电路板采用基于硅弹性体的“岛-桥”结构,其中“岛”是一种刚性的小型电子器件,如传感器、天线、蓝牙芯片等。“桥”是一种可拉伸的铜线,用于连接“岛”,这样电路板可以弯曲而不影响其功能。

该论文的作者、加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授徐盛说,设计的难点不是堆叠电路板,而是在电路板之间建立电流连接。

徐盛团队发现,传统的光刻和蚀刻技术不适用于柔性弹性体。因此,他们将硅弹性体与黑色有机染料混合,制作电路并堆叠起来,然后用激光焊接,最后用导电材料填充。这样得到的电路板不仅具有正常的功能,而且具有传统电路板所缺乏的弹性。

研究人员表示,由柔性印刷电路板制成的“智能绷带”用途广泛,可以粘贴在身体的不同位置,记录心电图、脑电图、眼球运动和肌肉行为。

此外,它可以实现与智能手机或笔记本电脑10米以内的无线通信,也可以用于遥控机械臂。

研究人员表示,在连续使用6个月后,该设备的电路性能和可扩展性没有下降。

来自中国电子科技大学和美国空军研究实验室的研究人员参与了这项研究。