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美研究碳纳米管柔性基板可打造廉价轻便智能设备

2020-01-17 01:51:53来源:励志吧0次阅读

美国能源部(DoE)的劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)指出,一种崭新的碳纳米管墨水配方,可望制造出更灵活、更快速、更便宜以及更加耐用的智能设备。

柏克莱实验室表示,这种新材料用途广泛,可用于显示器;或用于监测桥梁、建筑物和飞机等裂缝的传感器;可更积极治疗感染的医疗用绷带;为一次性食用的食品检测是否变质;甚至可将纺织品变身为太阳能板。

在塑料基板上使用柔性电子沉积与喷墨印刷技术,将可制造出能够卷起、折叠的智能型电子设备,甚至能开发出一次性使用的产品,因为运用这种技术,将可开发出超低成本的装置。然而,当前用于印刷柔性电子的有机墨水都非常缓慢,而且在一般空气中也有着生物分解(biodegradable)的问题。

为了呈现采用半导体技术的崭新碳纳米管性能,Berkeley实验室展示了覆盖在智能型棒球上的人工电子皮肤(e-skin),它能感测到投掷和握等感觉,颇具体育应用潜力。

我们制造了具备灵活机械性和可拉伸特性的主动式矩阵背板,这种背板是以完全钝化和高度统一、采用单壁碳纳米管制造的薄膜晶体管阵列为基础, Berkeley实验室的材料科学家暨加州伯克利大学系教授Ali Javey说。他展示了与Kuniharu Takei和Toshitake Takahashi共同进行的研究成果。

这种新的墨水可制造出无须光刻步骤的薄膜晶体管,其速度比有机晶体管更快,甚至可超越其他的柔性电子制造技术,Javey说。藉由将99%为半导电性质之纳米管的研磨浆料作为墨水,这个由伯克利实验室所制造出的棒球原型将能感测到手指握住球的时候施加在其表面上的压力。

新的电子皮肤在柔性的聚醯亚胺基板上制造,它使用雷射切割出六角形孔洞的蜂窝(honeycomb)架构,制造出可拉伸的柔性基板。在24平方公分的基板上总共有96个TFT传感器,而后这个柔性基板被覆盖在棒球

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