為了打造更加環(huán)保的電子設備,研究人員們設想了一種可以完全回收的“電子皮膚”。而且即便被撕裂,e-skin也能夠自我修復。據發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)的研究所述,該設備本質(zhì)上是一片裝有傳感器的薄膜,能夠測量壓力、溫度、濕度、以及氣流。該薄膜由是三種現已商用的化合物、以及納米銀顆;旌隙。
如果給“電子皮膚”劃了一刀,兩側流出的化學(xué)物質(zhì)即可自行“恢復如初”。即便表面破損,也可以將薄膜丟進(jìn)溶液中,讓材料重新“液化植皮”。有朝一日,這項技術(shù)或被用于假體、機器人、或智能織物上。
實(shí)際上,全球有許多實(shí)驗室都在開(kāi)發(fā)電子皮膚。比如一支歐洲研究團隊就開(kāi)發(fā)出了一種允許用戶(hù)通過(guò)磁鐵來(lái)操縱(而不接觸物體)的方案。此外,日本也有一項將智能襯衫變?yōu)殡娮佑螒蜻\動(dòng)控制器的技術(shù)。
研究配圖 - 1:完全可回收的可塑性電子皮膚。
不過(guò)最新研究成果的特殊之處,就是它可以回收再利用:以美國為例,僅在2014年,該國就創(chuàng )造了160億磅(近726萬(wàn)噸)的電子廢棄物,而所有這些電路板、晶體管、硬盤(pán),都含有必須妥善處理的有毒化學(xué)物質(zhì)。
研究配圖 - 2:薄膜純度和導電特性。
研究合著(zhù)者、科羅拉多大學(xué)波德分校機械工程助理教授肖建良(音譯)表示:這種特殊的設備不會(huì )產(chǎn)生任何廢棄物,我們想讓釘子產(chǎn)品變得更加環(huán)保。
研究配圖 - 3:左上為循環(huán)回收過(guò)程示意圖。
即便“電子皮膚”嚴重受損,也可以通過(guò)“循環(huán)解決方案”來(lái)回收利用:溶液可以將基質(zhì)分解為小分子,讓納米銀離子沉入底部,然后所有材料都可以被重新利用來(lái)制造另一片功能性電子皮膚。在140℉(60℃)的情況下,完整回收耗時(shí)30分鐘左右;如果在室溫下,則需要10小時(shí)。相比之下,材料“自愈”的速度要快很多 —— 室溫下不到半小時(shí),60℃下只需幾分鐘。
研究配圖 - 4:上部為電子皮膚設計示意圖。
這種電子皮膚并非十全十美,它雖然柔軟,但不像人類(lèi)皮膚那樣富有彈性。教授表示,他和同事們正在努力提升設備的可擴展性,以便更輕松地運用到假肢或機器人的制造嵌入。
不過(guò)最讓他們激動(dòng)的,還是這項研究的環(huán)保特性:“我們面臨著(zhù)日益嚴重的污染問(wèn)題,環(huán)保的重要性也與日俱增。為了自己和下一代,都必須確保自然安全”。