新型材料哪家強

近日韓國大學和芝加哥伊利諾伊大學的研究人員發現了一種新型的薄膜材料，該材料同時具備了導電、可彎曲、可拉伸、透明等特性。據瞭解，這種薄膜有助於製造更高效的太陽能電池板、柔性屏等高科技產品。

研究報告顯示，在那麼多的特性組合中，透明性和導電性是這個材質最有價值的地方。因為在大多數材料分子中，帶有電荷的粒子通常會跟光發生作用，這就導致了導電材質往往不透明的特性。但是研究團隊發明的這種新材料是利用高導電性的銅纖維網製作而成的，光線可以經過網孔間小洞，從而讓材質具備透明性。

為了讓該材質擁有如此豐富的特性，研究人員首先在薄膜的表面塗上了聚丙烯腈，一種具有可伸縮性的纖維高分子材質。然後他們還在這種塗層上加入了濃度較低的金屬使之導電。經過以上兩步而形成的材質內部具有巨大的網狀結構，這種結構具有較小的電阻，同時網間的間隙讓其擁有了92%的透明度。

該材料可以被運用於太陽能電池板和智慧窗戶上的透明導電電極（TCEs）。據記者瞭解到，現在工業上製作TCEs的標準材質是摻雜著銦的錫氧化物（ITO）。但是用銦來製作TCEs的缺點是它很脆，雖具有透明性卻犧牲了導電性。而且，有研究報告指出，銦會有用完的一天。因此該材質由於成本低廉且來源豐富，很有可能替代ITO並成為更高效的電子元件。

在另一個層面上說，這種鍍銅納米纖維也創造了一個世界紀錄，因為它將高透明度和低電阻的特性整合到了一種材料中，這在之前是不曾發現過的。同時，它還擁有優越的機械性能。研究人員稱，該膜可以拉伸580%，與此同時仍然保持其五分之一的導電率。它甚至可以再5mm的半徑內折疊超過上千次而保持性能不變。

除了在觸控式螢幕、太陽能電池、柔性顯示幕上的應用，研究人員還透露，他們能將這種纖維用於其他物質的表面，比如利用納米材質創造出一個高效散熱的新材料。

團隊領導者Yoon還告訴記者，它的用途是多樣性的，人們可以根據它的幾個特性挖掘更多的用途，比如利用電阻加熱原理，將這種膜作為智慧窗中加熱器的理想材料。來自哈佛大學維斯研究所生物工程系的工程師最近研發了一種柔性機械套裝，它能幫助下肢殘疾患者重圓行走之夢。今天，維斯研究所宣佈和ReWalk Robotics達成合作意向，將這款可穿戴設備推向市場。

這款機械套裝由哈佛生物試驗室的創始人Conor Walsh主導設計，研究小組中還包括了機器人專家，機械、軟體、生物力學工程師，以及服裝設計師。真正讓維斯研究所的機械套裝從眾多外骨骼、普通機械套裝脫穎而出的原因是，它採用了符合人體工程學和柔軟織物的設計。不同於其他機械套裝的笨重和僵硬架構，它在傳送帶中加入了小而有力的動力裝置以便穿戴者可以自然地行走。雖然這款套裝不足以幫助我們對抗外星人，但它的確能幫助那些患有中風、多發性硬化症的病人以及老年人重新像正常人那般行走。

“從根本上，我們希望與ReWalk Robotics的合作能讓該技術真正造福廣大患者。”Walsh博士和ReWalk的合夥人同時提到。根據哈佛大學的說法，這款套裝的發展意義已經超出了普通的醫療應用。正如發佈會中所說，整個團隊使用了全新型的功能性紡織材料、柔性動力系統和人性化的控制方案，以整合的方式創造了這套模仿人體肌肉骨骼系統的套裝，將催生更多有關自然生物力學的未來科技。

對於柔性電子產品，無論涉及可穿戴、醫用或者體育方面，現有材料的物理屬性限制一直是主要的問題。當柔性材料損壞時，它可能是完全損壞，也可能是部分損壞還保留一定的功能，但它已經不可能完好如初。近日，一個來自賓夕法尼亞州立大學的團隊發明了一種可用以電子設備的自我修復柔性材料。

該團隊的負責人Qing Wang教授認為，他們在研究過程中面臨的最大挑戰是需要確保自我修復電子元件的功能保留。比如當一款可穿戴設備在發熱嚴重的情況下，雖然電阻沒有外表損害，但是卻失去了導熱功能，這並沒有完全解決問題。而由他們發明的納米複合材料具有物理強度高，抗電子干擾，導熱性和絕緣性等特點。在實驗中，材料被切成兩半，在一個相對高的溫度中兩個部分幾乎能完全重新拼接，而且在復原後能承受200克的重量。

與其他可修復材料不同，開發團隊使用的氮化硼納米片還具有防水性，這意味著它在高濕度的環境中也不會受到影響，比如浴室。“這是第一種不損壞功能的自我修復性材料，我們可以預見其在多方面的應用,“Qing Wang教授說，“我們需要的不僅是一種能應用於電路中的導電元件，還需要在其加入微電子技術的絕緣性和保護功能。”

根據騰訊、網易等綜合採編

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