新型“电子墨水”打印出可折叠电路

 参考消息网6月30日报道 据美国趣味科学网站6月28日报道，科学家们已经开发出一种可用于打印电子电路的新型“电子墨水”。用这种墨水打印出的电子电路可在被加热时由硬变软。

这项技术可以为研发出新一代电子设备铺平道路。新一代电子设备将可以根据使用方式和使用场景改变形状或硬度，包括可在人体内变软的医疗植入物，以及灵活的机器人。

这种墨水含有镓。镓是一种在室温下是固体、熔点低于人体温度的金属。墨水中的另一种物质是聚合物溶剂，它被轻微加热就会分解。两者结合的结果是得到一种稳定的、可打印的物质。它被加热后可以导电，且可以根据温度改变自身硬度。

研究结果5月30日发表在美国《科学进展》杂志上。

目前，大多数电子产品可以分为两大阵营：一类是智能手机和笔记本电脑等刚性设备，它们没有灵活性，但性能优越且耐用；另一类是可穿戴设备等柔性系统，它们佩戴舒适，但很难精细地制造或与更复杂的组件结合。

所谓的硬度可变电子器件可以弥合这一差距，使设备能够根据需要在软硬状态之间切换。

镓长期引起人们兴趣的原因在于，它在固态和液态下的表现截然不同。但事实证明用它来打印电子电路是困难的，因为它的表面张力过大，而且暴露在空气中时容易氧化，会形成一种外壳，影响它的结合性和延展性。

为解决这个问题，研究人员想出一种方法，使用一种名为二甲基亚砜的溶剂，将微小的镓粒子分散到一种柔性的、像墨水一样的聚合物基质上。

当打印出的电路被轻微加热时，溶剂就会分解并形成微酸性环境。这会剥去镓粒子的氧化层，使它们能够熔化并形成导电通道。

这种墨水可以用于打印小到50微米——比人的头发还细——的东西，且可以根据需要在塑料般硬和橡胶般软的状态之间切换。研究人员表示，在加热测试过程中，这种材料的柔软度是不加热时的1400多倍。

研究团队用两个装置演示了如何使用这种柔性技术。一种是可穿戴健康装置，它在室温下是一个刚性的便携式电子产品，但在与皮肤接触后开始软化，提高了佩戴舒适度。另一个装置是大脑植入体，它在手术过程中一直是硬的，这样就可被精确地植入大脑。但在进入大脑后，植入体开始软化，这有助于减少对人体的刺激和炎症。

研究人员说，这种墨水可以与丝网印刷和浸镀等常规制造技术一起使用。这意味着，未来它可以被大规模应用或用于生产3D打印电子产品。（编译/卢荻）