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06-18
2020年3月24日，香港理工大学（理大）研发出适用于长时间佩戴电子装置的高透气超弹导电材料一段时间。
。
这种创新的导电材料采用涂层或印刷的方法，将液态金属材料添加到静电纺丝制成的弹性纤维网上。
它不仅具有高透气性、弹性、导电性且具有高导电稳定性，可广泛应用于健康监测设备、软体机器人、皮肤穿戴电子设备等领域。
该研究项目的成果（“可渗透超弹性液态金属纤维垫实现生物相容性和整体可拉伸电子产品”）已发表在权威期刊《Nature Materials》上。
IDTechEx发布的研究表明，可穿戴电子产品将继智能手机之后在市场上拥有巨大的发展潜力。
预计到今年，总市值将突破1亿美元。
可穿戴电子产品、皮肤附着电子产品、软机器人和生物电子部件都需要高弹性的电子产品和系统组件。
然而，许多这些组件只能安装在气密的厚弹性板上。
长时间佩戴会导致严重的皮肤敏感、炎症等问题。
此外，由于目前市场上用于电子器件的材料透气性较低，不适合植入具有传感功能的器件，然后多层堆叠安装在产品中。
因此，可拉伸电子设备产品的功能增强受到影响。
限制。
由理大纺织及制衣学系郑子健教授领导、应用物理系及生物医学工程系跨学科研究人员组成的研究团队，成功研发出一种新型高透气及超弹导电材料，可用于多功能和生物相容性电子设备。
这种创新的导电材料被称为液态金属纤维垫。
它采用绘画或印刷技术，将液态金属添加到静电纺丝制成的弹性纤维网上。
然后通过拉伸过程将其悬挂在弹性纤维上。
网格之间的液态金属将自行形成横向多孔且纵向弯曲的结构。
液态金属纤维毡极其透气，并在拉伸测试后保持高弹性和超高导电率。
此外，该材料还具有优异的生物相容性，可直接用于人体皮肤。
郑教授解释道：“我们选择的液态金属是常用于制造柔性电路板的低熔点镓铟合金（EGaIn），并印刷在弹性苯乙烯-丁二烯上，这种材料常用于手套、气球等橡胶制品- 苯乙烯（聚苯乙烯-嵌段-丁二烯-嵌段-苯乙烯，SBS）材料组合成“液态金属纤维垫”。
之后，我们将毛毡拉伸至18倍，并重复12次。
毛毡会自动形成一些小孔，大大提高了透气性。
以测试样品为例，我们在μm厚的SBS纤维材料上涂覆了0.8 mg·cm-2 EGaIn，经过拉伸处理后，其透气度增加到每天gm-2，优于日常护理。
胶带（每天 31gm-2）高 22 倍。
该样品还在活兔子的皮肤上进行了测试。
生物相容性效果理想，未出现皮肤过敏现象。
“EGaIn是一种在常温下可保持液态的金属材料，不仅具有低粘度、高导电性、低毒性等特点，而且当暴露在空气中时，能在表面快速形成一层薄薄的氧化物（Ga2O3）。
拉伸过程后，氧化物中会出现小孔和弯曲的褶皱，使其更具弹性和更好的导电性。
此外，研究团队还使用液态金属纤维毡制作了三块用于测量心电图和汗液和温度传感器的材料。
堆叠三层后，材料厚度约为1mm，并且三个传感器均能正常运行并保持高透气性，这足以证明这种创新的液态金属纤维毡可以堆叠使用，具有以下优点。
综上所述，液态金属纤维毡是一种高透气、超弹性的新型导电材料，它是在弹性纤维材料上涂覆或印刷液态金属，然后经过简单的工艺制成的。
采用拉伸工艺制成，即使多层使用仍能保持高透气性。
这种创新的导电材料可以帮助开发各种可穿戴电子设备，并进一步集成多种功能的设备，使其长时间佩戴更加舒适。
舒服的。
该研究项目主要由香港学者计划及香港研究资助局资助。
研究团队将进一步提升液态金属纤维垫的性能，开发不同类型的护理电子产品和系统。
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