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科學家制出可拉伸全橡膠電子器件

2017-09-13 16:27:44 作者：本網整理來源：中國科學報分享至：

提到橡膠，您或許會想到用來生產手套、氣球和輪胎，但如今科學家已能夠用其制出可拉伸的全橡膠電子材料及器件。

美國休斯敦大學華人科學家余存江助理教授課題組在新一期美國《科學進展》雜志上報告說，他們在柔性可拉伸電子領域取得新突破，研制出了可拉伸的橡膠半導體和導體材料，并利用這些材料制成全橡膠晶體管、傳感器和機器人皮膚。

余存江9月9日在接受新華社記者電話采訪時說，柔性可拉伸電子在健康監測、醫療植入、人造皮膚及人機交互等領域應用前景廣闊，但目前的電子材料尤其是半導體材料大多不可拉伸，因此人們主要通過將這些材料設計出特殊結構來實現可拉伸的目的，如褶皺、蛇形或彈簧等，但這些方法存在工藝復雜、結構可靠性差、制作成本高等缺點。

余存江課題組轉而在材料本身下功夫，設計并制備出基于半導體納米纖維和硅橡膠的復合橡膠半導體材料。這些橡膠半導體不僅具有優良的機械拉伸性，還具有良好的半導體電特性，可在拉伸50％的情況下正常工作。此外，他們還開發另外一種復合材料制備法，用金、銀等金屬與橡膠材料制備出能拉伸的橡膠金、橡膠銀等橡膠導體材料。

利用這些橡膠電子材料，課題組成功制成了全橡膠晶體管以及全橡膠的溫度、壓力等傳感器。全橡膠晶體管同樣可在拉伸50％的情況下正常工作，各種傳感器也具有良好的感測性能。

課題組還成功利用這些橡膠電子器件制成機器人皮膚，并實現機器人手感測環境以及翻譯啞語手勢的功能。

余存江說：“總的來說，全橡膠電子器件繼承了橡膠材料的機械性質，不僅具有優良的可拉伸延展性、良好的電性能和高結構可靠性，還具有制作工藝簡單、適合大規模制造、成本低的優點。可以預見，全橡膠電子將推動新一代柔性電子的技術革新。”

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責任編輯：殷鵬飛

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