新加坡国立大学自修复和发光电子材料

想象一下一个灵活的数字屏幕，当它破裂时可以自我修复，或者是一个发光的机器人，它可以将幸存者安置在黑暗，危险的环境中，或者执行农业和太空探索任务。由NUS研究人员团队开发的新颖材料可以将这些想法变为现实。

当用于发光电容器器件中时，这种新的可拉伸材料可在低得多的工作电压下实现高度可见的照明，并且由于其自愈特性而具有抵抗损坏的弹性。

这项名为HELIOS（代表可治疗的低场照明光电可拉伸器件）的创新是由国立大学国立大学健康创新与技术学院和国大材料科学与工程学院的助理教授Benjamin Tee及其团队完成的。该研究结果于2019年12月16日在著名的科学杂志《自然材料》上首次报道。

适用于下一代电子可穿戴设备和软机器人的耐用，低功耗材料

常规的可拉伸光电材料需要高压和高频才能获得可见的亮度，这限制了便携性和使用寿命。这样的材料也很难安全地，安静地应用于人机界面。” Tee教授解释说，他也是国大电气与计算机工程学院，N.1卫生研究院和混合集成柔性电子系统计划的助理教授。

为了克服这些挑战，由5名NUS研究人员组成的团队于2018年开始研究和尝试可能的解决方案，并在一年后最终开发了HELIOS。

为了降低可拉伸光电材料的电子工作条件，研究小组开发了一种具有极高介电常数和自愈性能的材料。该材料是透明的弹性橡胶板，由氟弹性体和表面活性剂的独特混合物组成。高介电常数使它可以在较低的电压下存储更多的电荷，从而在用于发光电容器器件时可以实现更高的亮度。

与现有的可拉伸发光电容器不同，启用HELIOS的设备可以在低四倍的电压下开启，并获得超过20倍亮度的照明。它还在2.5 V / µm时达到了1460 cd / m 2的照度，这是迄今为止可拉伸的发光电容器所能达到的最亮的亮度，现在可与手机屏幕的亮度媲美。由于低功耗，HELIOS可以实现更长的使用寿命，可以在人机界面中安全使用，并且可以无线供电以提高便携性。

HELIOS还可以抵抗眼泪和刺伤。材料分子之间的可逆键可以断裂和重整，从而使材料在周围环境条件下能够自愈。

Tee教授在谈到HELIOS的潜在影响时说：“光是人与机器之间进行交流的基本方式。随着人类对机器和机器人的依赖越来越大，使用HELIOS创造出不仅耐用而且节能的“无敌”发光设备或显示器具有巨大价值。这可以为制造商和消费者节省长期成本，减少电子浪费和能源消耗，进而使先进的显示技术变得既钱包又环保。”

例如，HELIOS可用于制造耐损伤的持久无线显示器。它还可以用作自动电子机器人的照明电子皮肤，以部署到智能室内农业，太空任务或灾区。具有低功率，可自我修复的照明皮肤将为机器人提供安全照明，使其在黑暗中机动，同时长时间保持运行状态。

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