美研發(fā)柔性混合材料電子技術(shù) 可制柔軟硅集成電路

在近日舉辦的第250屆美國化學(xué)學(xué)會(huì )(ACS)全國會(huì )議上，美國萊特—帕特森空軍基地空軍力量實(shí)驗室展示了他們最新的柔性混合材料電子技術(shù)。研究人員認為，未來(lái)超薄的彈性高性能電子產(chǎn)品將會(huì )逐漸取代剛性印制電路板，在軍事及日常生活中均大有用武之地。

該實(shí)驗室本杰明J·利威爾博士說(shuō)：“這種混合電子技術(shù)，能充分融合傳統的柔性電子元器件、高性能電子產(chǎn)品和新興的3D打印方法，能將金屬、聚合物和有機材料整合到‘墨水’中，將整個(gè)系統以電子方式連接在一起。用這種技術(shù)，可以制成幾百個(gè)納米厚的硅集成電路，使其成為像塑料一樣柔軟、可以彎曲甚至折疊的基材。”

利威爾介紹，為了讓電子器件在裝配后可彎曲或伸展，帕特森團隊采用了液體鎵合金作為電器互連材料。他說(shuō)：“雖然這些液態(tài)合金通常在幾分鐘內就可以氧化成無(wú)用的材料，但研究團隊找到了減少這種氧化過(guò)程的方法。”用特殊方法制作的超薄可折疊材料允許電路很貼合材料空間，甚至融入復雜的諸如飛機機翼或人類(lèi)皮膚的彎曲表面。

在飛行器中，這種混合柔性系統可用來(lái)監測壓力和應力;通過(guò)微型嵌入式天線(xiàn)，可向地面人員報告飛行員的健康信息;可穿戴的生物傳感器在測量心跳、出汗水平、溫度和其他生命體征的同時(shí)，還能實(shí)時(shí)測量疲勞和潛在認知問(wèn)題的指標。

利威爾透露，另一個(gè)軍事應用是將其放置在“地堡克星”炸彈上，初步測試表明柔性電路能在炸彈被釋放出飛機后、與地面接觸的初期保持活性并引爆武器。

在日常生活中，利威爾預測，這種靈活的電子系統可以實(shí)時(shí)監測橋梁和其他基礎設施的施工條件;在醫療應用中，可以反饋運動(dòng)員訓練時(shí)的身體指標或實(shí)時(shí)監控病人的重要生命體征。(記者房琳琳)