可伸缩和可通透的液体金属微网,通过在位结构转换具有抗应变不敏感的电阻

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 电子工程 电子工程

背景情况:

• 基于的液体金属为可伸缩电子产品提供了潜力,但存在阻力不稳定性和低透性.
• 现有的液体金属应用受到机械应变下的性能差以及缺乏气体/液体运输能力的限制.

研究的目的:

• 设计可伸缩和透的液体金属微网,具有抗应变不敏感的电阻.
• 探索微尺度液体金属的现场结构转化机制.
• 为了证明这些微网在可穿戴设备和生物传感中的应用.

主要方法:

• 通过在微纤维织品上覆液体金属来制造液体金属微网.
• 在环境空气中通过多个拉伸周期诱导结构转变.
• 微观结构,机械性能和应变下的电阻的表征.
• 将转换的微网集成到可穿戴式加热器,LED矩阵和生物传感器中.

主要成果:

• 由于氧化物纳米皮肤的生长,液体金属微网从光滑变为纹纹理.
• 纹的微观结构使折叠-展开的变形模式成为可能,大大减少了拉伸过程中的阻力波动.
• 由此产生的微网既具有伸展性,也具有透性.
• 在可穿戴加热器,LED矩阵和与Janus织品集成的高可靠性生物电位传感电极中成功演示.

结论:

• 周围的空气作为一个有效的反应性环境,用于定制微尺度的液体金属特性.
• 开发的现场转换机制为高度伸展,透和抗应变无敏的液态金属导体提供了一条途径.
• 这些进步为下一代可穿戴电子产品和先进的生物传感应用铺平了道路.