自包装3D电子产品
美国斯坦福大学的一个研究团队开发出了基于碳纳米管的形状可控、自包装3D电子产品。形状记忆聚合物应用于电子器件,比如晶体管、气体及温度传感器、以及存储设备,这还是第一次。

加热使得双层结构形状发生改变。
超薄器件的最新进展促使新技术的发展,从柔性显示器到无数的医疗医用。电子产品的常规设计是二维平面式的,而我们日常生活中遇到的所有活的及无生命系统都是三维的。对于发展薄膜技术的全面集成而言,可以将形状控制成不规则轮廓的电子产品是非常可取的。
采用形状记忆聚合物和聚酰亚胺双层结构开发出了形状可控、自包装的3D单壁碳纳米管(SWCNTs)电子产品。通过电激活预图案化加热器实现局部形状控制,加热器可在不同时间、不同方向上调节曲率。研究人员通过制备可折叠的“莲花”来进行局部控制,其折叠后加热温度可从110oC升高至140oC。继续加热至190oC以上,可使“花”绽放开,因为聚苯乙烯变软。有限元模拟给出了折叠过程中的内部应力分布。
有限元模拟表明莲花状聚合物-聚酰亚胺结构形状演变过程的内部应力分布。
这些柔性电子产品显示出了包装周围各种日常用品的能力,具有作为便携式传感器的实际应用潜力。这项研究中,器件加热至220oC,变形前后性能没有什么退化。选择SWCNTs的原因是其具有良好的机械性能和可预知的低成本,作者指出这些形状可控双层结构可用于其他柔性电子产品系统。令人兴奋的是这已经铺平了道路,利用双向形状记忆聚合物研究具有可逆形状记忆效应的电子产品。
新材料在线编译整理——翻译:菠菜 校正:摩天轮
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