搜索热:焊缝 甄良
扫一扫 加微信
首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
变身钢铁侠:液态金属智能服装问世
发布:Iron_MAN10   时间:2019/8/7 10:22:28   阅读:160 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

超级英雄电影《复仇者联盟3》中钢铁侠身穿的逆天战衣——纳米液态金属战衣可以从方舟反应炉中析出,覆盖全身,变成坚固的钢铁战衣。电影中的纳米液态金属不仅可以幻化成各种武器,而且嵌入人工智能系统,具有快速反应能力。不同于电影中自动覆盖全身形成坚固战甲的纳米液态金属材料,现实中的液态金属是一类低熔点的合金材料,可以在室温环境中保持液体形态。将液态金属与服装结合,则可以创造出更加智能的衣服。
 

图1 《复仇者联盟3》中的纳米液态金属战衣

近日,来自清华大学的刘静教授和张莹莹教授的研究团队联合开发了一种液态金属智能服装的制备方法。利用这种方法可以方便快捷地在棉布上制备出大面积的液态金属电路,并且制备的液态金属电路可以随服装被任意折叠和拉伸。基于此制备方法,研究人员设计出具有人机交互、无线供电、柔性显示以及人体热管理等多种功能的智能服装系统。

传统制造服装的布料往往由纤维编织而成,具有粗糙的表面形貌。前期的研究发现这种粗糙的界面使得液态金属难以附着在其表面。因此,研究人员使用丝网印刷方法首先在棉布表面覆盖一层聚乙酸乙烯酯(PVAC)胶膜,这层胶膜渗透进布料纤维之间的空隙,并在布料表面形成光滑平整的界面,而且这层胶膜具有对液态金属具有极好的粘附性,可以将液态金属牢固地黏附在其表面。

此外,在该项研究中研究人员使用了掺杂金属铜微颗粒的半液态金属浆料(Cu-EGaIn)代替液态金属镓铟合金,这种浆料相比液态金属镓铟合金具有更高的导电性(6×106 S m−1),并且其较高的塑形能力使得服装电路结构更为稳定,使用滚轮涂布的方法即可快速黏附到PVAC胶膜上。最后,为提高液态金属服装电路的稳定性和防水能力,研究人员将Ecoflex胶膜覆盖在液态金属电路表面,完成电路封装。
 

图2 液态金属智能服装的制备方法。(a)掺杂不同比例铜粉的Cu-EGaIn浆料;(b-c) Cu-EGaIn浆料的表面成分和微观形貌;(d) 未固化成膜的聚乙酸乙烯酯(PVAC)胶;(e) 液态金属电路分别在针织棉布和梭织棉布上的制备流程。

相比于传统的可拉伸导电材料,Cu-EGaIn浆料具有超高的导电性以及较好的顺应性,即使布料被拉伸或折叠,其上的Cu-EGaIn浆料仍能够随之产生相应的形变,并且保持电路连接的稳定性。在此,研究人员展示了一系列基于该项技术制备的液态金属智能服装。
 


图3 (a-b)液态金属交互式智能服装电路;(c-e)液态金属可拉伸LED服装电路;(f)液态金属无线供电服装电路。


图4 液态金属热管理服装电路。

这种液态金属智能服装的制备方法操作简单,不需要复杂昂贵的制备设备,与刚性电子器件结合可以制造出多功能、大面积的可穿戴柔性电子设备,为开发个性化定制智能服装提供了新的解决途径。

该成果以“Semi-liquid Metal enabled Highly Conductive Wearable Electronics for Smart Fabrics” 为题发表在国际知名期刊ACS Applied Materials& Interfaces上,论文第一作者为清华大学博士生国瑞,通讯作者为清华大学刘静教授和张莹莹教授。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.9b08067


来源:高分子科学前沿
 
相关信息
   标题 相关频次
  新发现为纳米颗粒形貌的光学调控提供一种新手段
 1
 “材料科学一小步,折叠工艺一大步”的自折叠高分子材料
 1
 34CrMo4钢拉伸过程中磁记忆信号分析
 1
 AA5083合金在200~525℃的拉伸流变行为
 1
 C/SiC复合材料拉伸过程的声发射研究
 1
 HRB400螺纹钢表面缺陷形成原因分析
 1
 MTS Exceed静态测试系统及测试技术交流研讨会在上海举行
 1
 NASA利用记忆合金打造新型可折叠机翼并成功试飞
 1
 Piezomagnetic材料在拉伸时会改变磁性
 1
 不同拉伸条件下碳/环氧复合材料损伤的声发射特性
 1
 东华大学王宏志团队Nature Communications:两栖能源纱线与纺织品的连续化制备
 1
 二维半导体的完美拉伸
 1
 发动机气门弹簧断裂原因分析
 1
 腐蚀对材料的拉伸强度和韧性的影响
 1
 复合材料拉伸过程的声发射特性研究
 1
 锆金属拉伸的声发射特性
 1
 汉堡大学研发可通过3D打印制造的柔性透明电路
 1
 焊接工艺评定试验国内外标准对比解析
 1
 河北工业大学制备高灵敏度柔性传感器
 1
 荷兰代尔夫特理工大学开发出自我感知的3D打印软机器人
 1
 基于K均值聚类对Q345R钢低温拉伸的声发射信号分析
 1
 基于电阻法的金属材料损伤表征研究现状
 1
 加载速率对硅橡胶拉伸断裂行为的影响
 1
 胶合板拉伸过程中的声发射特征
 1
 进出口螺纹钢力学性能检验中应注意的几个问题
 1
 绝缘子钢脚拉伸破坏负荷不合格原因分析
 1
 科学家制出可拉伸全橡胶电子器件
 1
 纳米尺度的“完美”材料是如何开始失效的?
 1
 镍-钛合金弹性模量的测定
 1
 汽车用外圈破损失效分析
 1
 柔性电子,不断刷新你的认知
 1
 上海硅酸盐所研制出新型耐火“宣纸”
 1
 石油套管管体刺漏失效分析
 1
 水凝胶也会“健身”,还上了Science
 1
 苏州纳米所柔性传感及智能穿戴应用研究获进展
 1
 钛加铌共处理的高强无间隙原子钢铁素体区高温拉伸流变应力方程及热加工图
 1
 提高漏磁法检测抽油杆疲劳裂纹灵敏度的新方法
 1
 应用再拓展,MIT发现针状纳米钻石可像橡胶般拉伸弯曲
 1
 影响材料拉伸试验和性能的主要因素盘点
 1
 用于人工柔性电子领域的高可拉伸、弹性、离子导电性水凝胶
 1
 这款折叠冰箱不用电,只需要每天一瓶矿泉水就能制冷
 1