千疮百孔-使柔韧的薄膜电子元件更耐用

时间:2020-06-29 21:12 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

千疮百孔-使柔韧的薄膜电子元件更耐用

柔性电子产品的广泛商业化和应用前景促使世界各地的研究人员不断寻找提高其性能和耐久性的巧妙方法。从可穿戴的智能设备到太阳能电池和健康传感器,柔性电子产品在工程学上有很大的前景。不幸的是,柔性设备通常和它们看起来一样脆弱;弯曲等机械变形会导致微裂纹的形成和扩展,最终导致设备失效。

在最近的一项研究中,大邱京畿道科技大学的Jae Eun Jang教授领导的一个研究小组发现了一种方法,可以极大地提高薄膜柔性电极和晶体管的耐用性。方法很简单:取一个标准的柔性导电薄膜,在里面填上微米大小的锯齿形孔。

张教授解释说,研究人员实际上从土木工程中获得了灵感。“我们碰巧经过一个建筑工地,看到了经常用于建筑的带孔钢板。我们知道这些带孔的钢板是用来降低应力的。我们认为这种方法也可以解决微米世界的问题,基于这个想法,我们开始进行实验。”在力学领域,“应力”一词是指物质的粒子相互作用的力。外力会增加材料的应力,并导致裂纹的形成。

在普通薄膜柔性导体中,弯曲时在任意位置产生裂纹。但是,如果柔性导体承受微米级孔的排列,材料的应力分布就会发生变化,裂纹只会在孔的边缘附近的特定点形成,并在较短的距离内传播。通过模拟和实验证明,这使得柔性金属电极能够承受数千次弯曲运动。张教授说:“我们的设备能够保持导电率高达30万弯曲循环,这意味着它们可以在10年内每天弯曲80多次。”此外,与其他提高柔性电子设备耐久性的方法相比,该方法成本低且易于使用显示行业中已经使用的设备。

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