• 07月10日 星期五

新加坡研发可伸缩自愈照明电子材料 可用于汽车/机器人等

盖世汽车讯

想像一下,一个柔韧的数字屏幕在破裂时可以自行愈合,或者一个发光的机器人能够在黑暗、危险的环境中找到幸存者所在的位置,或者可以执行农业和太空探索任务。据外媒报道,现在,新加坡国立大学(National University of Singapore ,NUS)的一组研究人员正将此类想法变为现实。

新加坡研发可伸缩自愈照明电子材料 可用于汽车/机器人等

(图片来源:新加坡国立大学)

此种可拉伸的材料在用于发光电容器设备时,能够在工作电压较低的情况下,实现可见性极高的照明,而且由于具备自愈特性,不易受到损坏。

该项创新称为HELIOS设备,即可自愈、低场照明光电可伸缩(Healable, Low-field Illuminating Optoelectronic Stretchable)设备,由新加坡国立大学健康创新&技术研究所和新加坡国立大学材料科学与工程研究所的Benjamin Tee助理教授及其团队合作完成。

Benjamin Tee助理教授表示:“传统的可伸缩光电材料需要高电压和高频率才能够实现可见亮度,限制了便携性和使用寿命。此类材料也很难安全、安静地应用于人机界面。”

为了克服上述挑战,新加坡国立大学的研究人员从2018年开始研究和试验可能的解决方案,并在一年之后研发出了HELIOS。

为了降低可伸缩光电材料的电子工作条件,该团队研发了一种介电常数很高且具有自愈特性的材料。该款材料是一种透明、有弹性的橡胶片,由独特的氟橡胶和表面活性剂混合制成。介电常数高使其能够在较低的电压条件下存储更多的电子电荷,在用于发光电容器设备时就具有更高的亮度。

与现有的可伸缩发光电容器不同,HELIOS能够让设备在比此前低4倍的电压条件下启动,亮度却高出20倍。而且,在2.5 V/µm的条件下,光线强度达1460 cd/m2,可与如今手机屏幕的亮度媲美,是迄今为止可拉伸发光电容器所能达到的最高亮度。

HELIOS还具备抗撕裂和抗刺穿的特性,该材料分子之间的可逆键能够被打破和改变,因而使其能够在环境条件下自愈。

Tee教授在描述HELIOS所能带来的潜在影响时表示:“光是人类与机器沟通的重要方式。随着人类越来越依赖机器和机器人,利用HELIOS打造“无敌”、耐用且节能的发光设备或显示屏将具有巨大价值,从长远来看,能够为制造商和消费者节约成本,减少电子垃圾和能源消耗,还能够让先进的显示技术变得既省钱又环保。”

例如,HELIOS可用于制造持久耐用的无线显示屏,且可防损坏;还可用作自动驾驶软机器人的照明电子皮肤,用于智能室内农场、执行太空任务或部署在灾区。此种低功耗、自我修复照明皮肤能够为机器人提供安全照明,让其可以在黑暗中工作,并且工作时间得到延长。

目前,新加坡国立大学团队已经为此种新材料申请了专利,并寻求扩大该技术的使用范围,用于特殊包装、安全灯、可穿戴设备、汽车和机器人应用等。

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