美国Illinois大学Urbana-Champaign分校(UIUC)的科学家们发明了一种纳米尺度的可拉伸硅。使用这种材料,可能制造出各种可拉伸的电子设备,如“智能”手术手套和个人监护仪等等。他们的结果发表在最新的《Nano Letters》上。
这项研究的负责人John Rogers说:“可以弯曲的电子设备有很多潜在的应用,但可逆伸缩是一个不同且极具挑战性的性质。”
Rogers和他来自Arizona大学的同事们在一块硅晶片上制作出一片超薄的硅膜,并把这个薄膜结合在一块硅为基底的聚合物板上。整个过程需要许多步骤,简单来说,首先对聚合物板预加应力,使其拉紧,然后放在制好的硅上。当应力被释放出来,硅会变弯曲,形成一系列类似箭尾形图案的凸起褶皱。完成的复合膜有100纳米厚,能够在垂直和水平两个方向上拉伸并复原。
这些暂时的应力产生的结构变化主要发生在膜的中心区域。在预加应力时,膜边缘的箭尾图案比较不明显,因此膜边缘的弹性要小于中心区域。Rogers和同事们认为这种性质可能在某些应用中会显得很有用。比如医学可拉伸成像系统中,如果能够使光电探测装置前的部分保持平坦,系统地性能会更好。
在文中,Rogers和他的同事们还在理论上预测了这种膜的性能。这些理论预测和试验观测复合得很好,特别是在波的形状和维度上。这些理论的分析主要是由文章的另一作者,UIUC的科学家Young Huang完成的。
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