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。
下一步
NUS团队已为这种新材料申请了专利，并且正在寻求扩大用于特殊包装，安全灯，可穿戴设备，汽车和机器人应用的技术。