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  据物理学家组织网近日报道,美国北卡罗来纳州立大学的研究人员采用银纳米线开发出具有高导电性和弹性的导体,有望制成可伸缩变形的电子设备。

  可伸缩的电路将能够胜任很多刚性设备不可为的事情。例如,电子化“皮肤”可以帮助机器人拿起一些细微的物体,伸缩的显示器和天线可以使手机和其他电子设备在拉伸和压缩时不会影响其性能。然而,这类导体首先必须具有弹性,以便变形时仍能有效和可靠的传输电子信号。

  该大学机械和航空航天工程助理教授朱永(音译)博士和其实验室的博士生许峰(音译)利用银纳米线开发出弹性导体。银具有很高的导电性,也就是说它可以有效地传输电力。新的技术是将银纳米线嵌入高分子聚合物中,这种聚合物可以承受大范围内的拉伸,而且不会影响银纳米线的导电性。

  朱永博士说,这种制作方法其实很简单。将银纳米线放置于一个硅板,用一种液体聚合物浇灌在硅衬底上。然后,将其加热,高温促使液体聚合物变成弹性的固体。由于聚合物在液态时是顺着银纳米线周围流动的,变成固态后纳米线被“困”在聚合物中。这些聚合物随后还可以很容易地从硅板上揭下,这样银纳米线也被打印制作成可拉伸导线的模型。这种银纳米线导体模型在应用于电子设备制造过程中非常方便。

  当嵌入纳米线的聚合物拉伸和放松时,聚合物表面含有纳米线扣。最终的结果是,复合材料不包含纳米线的一面是平坦的,包含银纳米线的一面波浪起伏形成皱折。这些皱折使得材料伸缩率提高50%,且不会影响银纳米线的电导率。这是因为即使聚合物被拉长,材料的扣形状也会使纳米线待在彼此相对固定的位置。

  朱永博士表示,新弹性导体具有较高的导电性和一个稳定的应变范围,在反复机械负荷下,仍能保持稳定的性能。而其他伸缩导电材料通常是堆积在基板顶部,在反复机械拉伸或表面摩擦下会出现脱层状况。(华凌)

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