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“漏洞百出”，讓柔性薄膜電子產(chǎn)品更耐用
“漏洞百出”，讓柔性薄膜電子產(chǎn)品更耐用
反復(fù)的彎曲會(huì)對(duì)柔性導(dǎo)體造成不可修復(fù)的損壞，形成微觀的裂紋。在柔性電子設(shè)備進(jìn)入我們的生活之前，開(kāi)發(fā)出具有成本效益的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題是一個(gè)先決條件。
柔性電子的廣泛商業(yè)化和應(yīng)用前景，使*的研究人員一直在尋找提高其性能和耐久性的方法。從可穿戴式智能設(shè)備到太陽(yáng)能電池和健康傳感器，柔性電子器件在工程領(lǐng)域大有可為。不幸的是，柔性器件通常和它們的外觀一樣脆弱；彎曲等機(jī)械變形會(huì)誘發(fā)微觀裂紋的形成和傳播，終導(dǎo)致器件失效。
在近的一項(xiàng)研究中，由韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究所的Jae Eun Jang教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以大大提高電子器件中的關(guān)鍵部件——薄膜柔性電極和晶體管的耐久性。這個(gè)方法很簡(jiǎn)單：取一張標(biāo)準(zhǔn)的柔性導(dǎo)電薄膜，在其上填上微米大小的孔，并以人字形的方式進(jìn)行填充。
研究人員實(shí)際上是從土木工程中汲取的靈感，Jang教授解釋說(shuō)。"我們偶然路過(guò)一個(gè)建筑工地時(shí)，看到了帶孔的鋼板，這些鋼板經(jīng)常被用于建筑工程中。我們知道這些帶孔的鋼板是用來(lái)減少應(yīng)力的。我們認(rèn)為這種方法在微觀領(lǐng)域也可以成為一種解決方案，根據(jù)這個(gè)想法，我們開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。" 在力學(xué)領(lǐng)域，"應(yīng)力 "一詞指的是材料的顆粒之間相互施加的力。外力會(huì)增加材料的應(yīng)力，并能誘發(fā)裂紋的形成。
在常規(guī)的薄膜柔性導(dǎo)體中，彎曲時(shí)裂紋會(huì)在隨機(jī)位置形成。但是，如果柔性導(dǎo)體上有微米大小的孔陣列，材料的應(yīng)力分布會(huì)發(fā)生變化，因此，裂紋只在孔的邊緣附近的特定位置形成，并在很短的距離內(nèi)擴(kuò)散。通過(guò)模擬和實(shí)驗(yàn)證明，這使得他們的柔性金屬電極能夠承受成千上萬(wàn)次的彎曲運(yùn)動(dòng)。Jang教授說(shuō)。"我們的器件能夠保持電導(dǎo)率高達(dá)30萬(wàn)次彎曲，這意味著它們每天可以被彎曲80次以上，持續(xù)10年。" 更重要的是，與其他提高柔性電子器件耐久性的方法相比，所提出的方法成本低廉，而且利用顯示行業(yè)已經(jīng)采用的設(shè)備，易于采用。