​中科院理化所利用自组装沉积法制备出电学各向异性的柔性液态金属薄膜

  • 时间:
  • 浏览:0
  • 来源:5分排列3注册平台-5分排列3官网平台_5分排列3官网

2019-06-13 14:44:24     来源:理化技术研究所

针灸是这个 传统的中医治疗辦法 ,其中的针法是将毫针按照一定的强度插入人体特定强度的穴位,从而达到治疗疾病的目的。医生在行针的过程中,往往需用依赖自身经验及手法将针递送至特定的穴位,对于医生的技能要求很严格。客观化和精确化是中医现代化发展的趋势,发展针刺响应的超敏强度传感器对于刻画扎针强度的定量化表征有重要作用。

为了应对这个 挑战,中国科学院理化技术研究所低温生物与医学研究团队利用自组装沉积法制备出了这个 电学各向异性的柔性液态金属薄膜。利用纳米镓铟共晶合金(EGaIn)在纳米纤维素-聚乙烯醇溶液中的密度差和自然溶于 (图1),可成功制备1~49μm的超薄Janus膜。这个 膜在正常状况下,双面均不导电;而在垂直集中应力可能剪切摩擦力作用下,薄膜下层液态纳米EGaIn颗粒则可实现有效导通,从而传递电信号,值得一提的是,纳米液态金属导通响应时间只需2 ns(图2)。利用纳米EGaIn与纳米纤维素-聚乙烯醇复合物制备的强度传感器,不仅具有灵敏的强度探测能力,或者医生在训练过程中都需用通过可视化显示灯在第一时间获取扎针的强度信息。这个 液态金属薄膜作为这个 全新的电子纸,为制造智能微尺度传感器的多层错综复杂电路提供了有一个简便、快速的制造和响应平台(图3)。

更进一步的,研究团队发现这个 液态金属薄膜两面对光的反射效果以及导热性能都不 显著性差异,这个 社会形态使其有可能被用作光转化开关和温度调节器(图4)。曾经 这个 一并具有电学、光学和热学这个 社会形态的两面各异性薄膜,在制备的过程中不需用任何错综复杂的工艺及精密仪器的辅助,制备过程不仅简单易行,或者越多需用耗费越多时间。

相关研究成果以Self-assembly Ultrathin Film of CNC/PVA-Liquid Metal Composite as Multifunctional Janus Material为题发表在Materials Horizons期刊上(DOI:10.1039/C9MH002100D)。论文的第一作者是理化所博士生张朋举和副研究员王倩,理化所饶伟是论文的通讯作者并主导该文工作,中国农业大学副教授何志祝作为一并通讯作者负责力学分析及数值计算。

该研究得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、北京市科学技术委员会研究基金以及理化所所长基金的支持。

图1液态金属纳米纤维素-聚乙烯醇复合的Janus柔性薄膜制备及其表征

图2液态金属薄膜下层导通原理及导电稳定性测试

图3液态金属薄膜制备的针灸强度传感器模型

图4液态金属薄膜两面光学和热学社会形态的差异

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!