科学家们开发出一种方法，只需在特殊设计的材料片上书写，即可手工生产柔软、灵活且可拉伸的电子电路和无线电天线。
研究人员在一项描述该方法的新研究中表示，这项技术可以帮助人们根据需要绘制电子设备，以定制设备。
传统的电子设备是刚性的，而新的柔性电子则具有柔韧性，并且可能具有可拉伸性和可折叠性。世界各地的研究人员正在研究柔性电子在可穿戴设备和植入式设备等方面的应用。[正在彻底改变生物技术的 5 项疯狂技术]
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研究人员开发的新技术通过熔合或烧结金属碎片来形成导电线，从而创建电路。但是，新开发的工艺不使用热量，而这通常是烧结的情况。相反，这种方法涉及由硅橡胶制成的软片，其中嵌入了许多微小的液态金属液滴。例如，使用笔尖向下按压这些薄片，会使胶囊破裂，就像爆破微型水球一样，内部的液态金属可以汇聚以形成电路元件。
北卡罗来纳州立大学罗利分校的化学工程师、该研究的共同资深作者迈克尔·迪基说：“我们可以通过简单地书写来手工制作导电线。”
研究人员使用了一种名为共晶镓铟 (EGaIn) 的金属，这是一种高度导电的合金，在华氏约 60 度（摄氏 15.5 度）时呈液态。他们将仅约 100 纳米（即十亿分之一米）宽的 EGaIn 液滴嵌入到一种称为 PDMS 的硅橡胶薄片中。
研究人员说，当这些液滴汇聚在一起时，它们的导电性比它们分离时增加了大约十倍。为了理解为什么会这样，请想象一条铺满水球的走廊。
迪基告诉 Live Science：“如果你在地板上铺满水球，你就无法在气球之间形成导电路径。” 他解释说，但是，如果气球爆裂，它们就会合并形成连续的导电通道。
这些机械烧结的金属路径也可以用作无线电天线。研究人员只需更改路径的长度即可调整这些天线接收的频率。
迪基说：“只需使用记号笔即可即时创建一个天线。”
普通的电路板由层压在刚性绝缘板上的导电箔电路组成。这种电路板的制造需要多个步骤，并且必须在使用前设计电路。相比之下，这些新的软电路板只需在上面书写即可创建，这意味着可以根据需要构建电路，研究人员说。
迪基说：“我们生活在一个充满软材料的世界中，例如我们的身体和衣服。” “大多数电子产品都是由刚性材料制成的，因此在机械上与我们的‘软世界’不兼容。刚性电子产品在变形时也往往会发生灾难性的故障，例如我见过很多碎裂的手机。我们制造的电路板是柔软且可变形的。”
研究人员说，软电路板可以很容易地切割成所需的形状，并且还可以通过简单地将刚性组件（例如灯）插入到薄片中来连接它们。例如，使用这种新技术，研究人员制作了可以照明的圣诞树。
这种方法的一个缺点是，如果液滴暴露在过大的压力下，可能会意外烧结。研究人员发现，解决此问题的一种方法是在薄片上刷上一层透明胶。科学家说，胶水会干燥并形成刚性的保护层，可以防止在写入电路后发生不必要的烧结。
这种方法的另一个限制是，导线的宽度仅与用于创建导线的触控笔一样细，因此远没有传统微芯片中的导线那样窄。科学家指出，商用台式激光器可能会产生更复杂的图案，但这会使制造过程更加复杂。另一种形成笔直细通道的可能方法是将液滴以有序的模式嵌入硅橡胶内，例如以微观的行排列。
但是，迪基说：“要使它在商业上可行，还需要许多进步。” “这只是一个简单的演示，以说明软电路的概念。”
科学家们在 11 月 16 日在线发表了他们的发现，刊登在《Small》杂志上。
在Live Science上的原文。
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