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可穿戴設(shè)備越來(lái)越多地滲透到我們的生活當(dāng)中，這些智能設(shè)備離不開(kāi)電路的支撐�？墒侨绻@些貼身的設(shè)備當(dāng)中，藏著一根根僵硬的電路，使用起來(lái)的舒適度就會(huì)大打折扣。

化學(xué)工程師鮑哲南教授正在試圖改變這種狀況。對(duì)于這種狀況，選擇柔性電極是一個(gè)很自然而然的思路。

十多年來(lái)，她的實(shí)驗(yàn)室一直想致力于讓電子產(chǎn)品變得更加柔軟靈活，就像人體的第二層皮膚。他們想讓脆性塑料變得導(dǎo)電性更好、更有彈性。

近日，鮑哲南教授在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表了他們最新的成果。論文描述了一種脆性塑料，可以通過(guò)化學(xué)方法讓它向橡皮筋一樣彎曲，并且略微提高了它的導(dǎo)電性。結(jié)果就是一個(gè)柔軟而靈活的電極，與我們?nèi)彳洝⒋嗳醯纳窠?jīng)非常契合，也就是說(shuō)，這樣的電路在我們的體表，我們皮膚的神經(jīng)不會(huì)感到很不舒服。

鮑哲南教授對(duì)這項(xiàng)成果感到非常激動(dòng)：這種靈活的電極開(kāi)辟許多新的可能性，比如說(shuō)大腦接口（ brain interfa其他植入式電子（implantable electronics）方面。

據(jù)新華社報(bào)道，鮑哲南在接受采訪時(shí)說(shuō)，現(xiàn)有的包括電極和材料在內(nèi)的電子器件都是硬的，在測(cè)量中樞神經(jīng)電流、心臟電流時(shí)，植入大腦或心臟的電極可能損壞神經(jīng)或心臟組織。因此，跟神經(jīng)接觸的電極需要像皮膚一樣柔軟，這是柔性電子應(yīng)用需要解決的重要問(wèn)題。

這種材料可以像橡皮筋一樣彎曲

目前，這種材料還是一種實(shí)驗(yàn)室原型。但是該團(tuán)隊(duì)希望長(zhǎng)期關(guān)注這方面的進(jìn)展，來(lái)創(chuàng)建對(duì)人體友好的更靈活的材料。

他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程自然也充滿了波折。

為了創(chuàng)建這個(gè)靈活的電極，研究人員最初選中了一種塑料，它有兩個(gè)基本特性：高導(dǎo)電性和生物相容性，這意味著它可以安全地與人體接觸。但這種塑料有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是非常脆弱，拉伸5%就可以將其破壞。

為了保持導(dǎo)電率的同時(shí)增加靈活性，鮑哲南的團(tuán)隊(duì)曾與SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室（SLAC National Accelerator Laboratory）合作，用一種特殊類(lèi)型的X射線，在分子層面研究這種材料。補(bǔ)充一些化學(xué)的基本知識(shí)，所有的塑料都是高分子聚合物，也就說(shuō)分子鏈會(huì)像珠子一樣串在一起。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，這種塑料是由兩種不同的聚合物緊緊纏繞在一起組成。其中一個(gè)是導(dǎo)電體，另一個(gè)是實(shí)驗(yàn)當(dāng)中必不可少的一種塑料。這兩種聚合物結(jié)合在一起，創(chuàng)造了一種新的塑料，從外形上看是脆性、球狀結(jié)構(gòu)的鏈條。然而結(jié)果并不理想，這種材料導(dǎo)電，但是并不靈活。

此后，研究人員推測(cè)，如果他們可以找到合適的分子添加劑，分離這兩個(gè)緊緊纏繞的化合物，他們就可以防止它們結(jié)晶，并且讓這種塑料有更大的延展性。但是他們必須小心謹(jǐn)慎，因?yàn)樘砑硬牧虾�，�?dǎo)體的導(dǎo)電性通常會(huì)削弱其傳輸信號(hào)的能力。

在測(cè)試了20多種材料之后，他們終于找到了理想的材料。這是一種分子，類(lèi)似于工業(yè)廚房當(dāng)中的那種調(diào)制濃湯的添加劑。這種添加劑可以讓脆弱而厚實(shí)的分子結(jié)構(gòu)，變成有孔的魚(yú)網(wǎng)鏈，可以拉伸、變形。

測(cè)試這種新材料時(shí)，他們很興奮地發(fā)現(xiàn)，這種材料可以拉伸到原來(lái)長(zhǎng)度的兩倍。塑料即使拉伸到自然長(zhǎng)度下的800%，導(dǎo)電性仍然非常良好。

“我們認(rèn)為，如果我們?cè)谄渲性黾咏^緣材料，最終的導(dǎo)電率將非常可憐，特別是當(dāng)我們添加了這么多之后。”鮑哲南說(shuō)。不過(guò)由于他們對(duì)調(diào)整分子組裝的精確理解，最終做到了兩全其美：既保證了盡可能高的導(dǎo)電率，同時(shí)又有彈性、韌性俱佳的材料。

鮑哲南團(tuán)隊(duì)在測(cè)試這種材料的彈性，用這種材料往機(jī)器人測(cè)試儀器的球面上逐漸下壓，從圖中可以這種材料彈性很高，而且?guī)缀跏峭该鞯摹?/FONT>