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CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，可以減小或增加智能手機、平板電腦等機器尺寸的提升電子設(shè)備便利性和可能性的技術(shù)成功開發(fā)了出來。這項技術(shù)未來還可以應(yīng)用于收集用戶健康信息的電子皮膚上，有望在“數(shù)字醫(yī)療”領(lǐng)域得到應(yīng)用。
根據(jù)韓媒Hellodd報道，KAIST(韓國科學(xué)技術(shù)院)7月7日表示，新材料工程系教授Steve Park和金澤秀機械工程系教授研究團隊開發(fā)出了幾何設(shè)計(大摩天輪形狀)、基于堅硬的Island Array的伸縮性基板。
（左起）Steve Park新材料工程系教授，金澤秀機械工程系教授
Island是指用以保護存在于柔軟的聚合物內(nèi)部的商用芯片(LED、電池等) 的堅硬、平整、薄的基板。研究團隊通過幾何設(shè)計彈性電子裝置的Island設(shè)計，使Island及其周圍聚合物基板的機械結(jié)合更強。
由于更強的機械聯(lián)動不通過有機化合物進行化學(xué)結(jié)合，因此對人體無害，在附著在皮膚上的伸縮性電子裝置領(lǐng)域也可以廣泛地應(yīng)用。
Island設(shè)計成大摩天輪形狀，與現(xiàn)有的圓形或方形Island不同，它能承受各種變形，無需化學(xué)結(jié)合，并適用于所有聚合物材料。此次開發(fā)的設(shè)計將現(xiàn)有的硬性、不能伸縮的元件與可拉伸的聚合物材料相結(jié)合，實現(xiàn)有伸縮性的電子裝置。
也就是說，將平板電腦或智能手機按照用戶需要的方式拉伸屏幕，可以讓視頻觀看更加生動，或者相反地通過縮小尺寸，實現(xiàn)更加便攜性的功能。
然而，在電子設(shè)備變形時，堅硬的Island和柔軟聚合物之間的表面容易產(chǎn)生缺陷，因此存在電極穩(wěn)定性脆弱的缺點。雖然之前曾進行過通過表面進行化學(xué)處理提高穩(wěn)定性的研究，但是化學(xué)藥品對人體有害，容易造成扭曲或褶皺等3D變形。
對此，研究團隊為了增加機械耦合力，使各種變形成為可能，采用了大摩天輪形狀的設(shè)計，增加了向垂直方向的變形阻力。所開發(fā)的技術(shù)在反復(fù)抓起拉伸、旋轉(zhuǎn)拉伸、強力刺入、揉搓或踩踏等真實情況中可能發(fā)生的所有外部刺激類似的情況下，約實現(xiàn)1000次的穩(wěn)定性。
此外，研究團隊通過控制Island和聚合物之間表面撕裂的兩種方式(曲折優(yōu)勢現(xiàn)象和剝離優(yōu)勢現(xiàn)象)，確定了彈性模量(Modulus)在其他聚合物中的應(yīng)用。另外，在Island上方貼有LED芯片和硬幣型電池，實現(xiàn)了彈性顯示和電池組。
利用自制觸覺傳感器(壓力傳感器、拉伸傳感器)，還制作了能夠收集用戶健康信息的電子皮膚。這種電子皮膚也可以用作監(jiān)測用戶脈搏和關(guān)節(jié)運動的新一代醫(yī)療保健設(shè)備。
主導(dǎo)本次研究的KAIST教授Steve Park表示：“為了未來伸縮性電子裝置的商業(yè)化，確保設(shè)備暴露在嚴酷條件下的高耐用性非常重要。該技術(shù)對于制作各種可變形具有高耐久性的伸縮性電子裝置將提供極大的幫助。“
另外，此次研究結(jié)果刊登在國際學(xué)術(shù)期刊“Science Advances”上。
伸縮性電子裝置的大摩天輪形狀I(lǐng)sland設(shè)計與特性評估
利用大摩天輪形狀I(lǐng)sland的伸縮性顯示和電池Pack，可收集觸覺信息的電子皮膚
