항상 휴대전화를 떨어뜨릴까봐 걱정되시나요? 피부처럼 몸에 자라면 걱정하지 마세요! 전자 피부의 미래 시대

과학자들이 목격한 다음 변화: 전자 피부

기술이 발전함에 따라 전자 제품은 우리 삶과 점점 더 밀접해지고 있으며, 원래는 일반적으로 국가 기관에서만 소유하는 제품인 컴퓨터는 이제 가정의 필수 품목이 되었습니다.

최근 스마트폰의 대중화로 인해 전자기기는 더 이상 방에만 국한되지 않고 거의 우리 몸의 일부가 되어 어디든 우리를 따라다닙니다.

스마트폰이 종종 광고하듯 더 가볍고, 더 얇으며, 더 휴대하기 쉽다는 것이 모든 제조업체가 추구하는 목표가 되었지만, 과학자들은 이미 전자 피부라는 더 먼 미래를 보았습니다.

좋은 전자 피부는 이러한 조건을 충족해야 합니다

전자 피부는 이름에서 알 수 있듯이 인간 피부의 패턴을 모방한 것입니다. 몇 가지 중요한 연구 방향과 중요한 기능. ? 전자 피부 기능의 구조 다이어그램: 센서, 집적 회로, 디스플레이 및 전원 공급 장치. 두 번째 피부에 필요한 전자 재료의 새로운 특징에는 신축성, 자가 치유 능력, 생체 적합성 및 생분해성이 포함됩니다. 1

첫 번째는 신축성(Stretchability) 전자피부는 결국 피부에 부착되기 때문에 우리의 근육이 늘어나거나 수축함에 따라 전자피부도 늘어나거나 줄어들 수 있어야 합니다.

현재 일반적인 실리콘 및 금속과 달리 과학자들은 일부 고분자 반도체를 사용하여 기존 재료를 대체하기 시작했으며 장치가 신축성 및 신축성 특성을 가질 수 있으며 다양한 전자 장치가 내장되지 않습니다. 당기는 동안 쉽게 부러집니다.

또 다른 연구방향은 자가치유(Self-Healing) 기능으로 자연의 자가치유 메커니즘은 크게 두 가지로 나뉜다. 1. 하나는 플라즈마와 촉매를 이용해 조직 손상을 복구하는 것이다. 손상된 부분을 메우기 위해 화학물질을 보낸 뒤 그곳에서 합성하는데, 플라즈마나 촉매를 다 소모하면 횟수에 한계가 있다는 단점이 있다. 더 이상 수리할 수 없습니다.

따라서 과학자들은 또 다른 유형의 자가 치유 물질을 개발했습니다. 그들은 수소 결합, 분자간 힘 등과 같은 물질 내 분자의 일부 특성을 사용하여 깨진 분자를 다시 연결하고 자가 치유를 달성합니다. - 수리. 수리 기능은 단순하고 반복 가능한 특성으로 인해 과학자들이 주요 개발 방향으로 사용합니다.

다음은 생체적합성입니다. 향후 인체에 투입될 수도 있기 때문에 면역반응 등 자연방어체계의 영향을 피할 필요가 있다. 기존 피부에 부착하면 통기성이 있어야 하고, 그렇지 않으면 누구도 다 입을 수 없다. 하루 종일. 전자 폐기물을 줄이고 환경 친화적인 방법은 무엇입니까? 이는 전자피부 개발과정에서도 중요한 이슈이다. Wikipedia

생분해성은 또한 매우 중요한 연구 초점입니다. 전자 피부가 생분해성이라면 환경 친화적일 뿐만 아니라 의학 및 생물학 분야에서 비절제 수술도 가능해질 것이라고 과학자들은 말합니다. 일부 물질은 물에 담그면 용해될 수 있다는 사실을 발견했습니다1. 이는 향후 전자 피부 제거에 큰 도움이 될 것입니다.

마지막으로 전도성도 매우 중요하다. 전자피부의 내부 부품이 전도성을 띠면 디스플레이나 회로 등 다양한 기능을 갖춘 전자장치를 설치할 수 있다. "굴곡"하고 늘어날 수 있는 전자 피부를 개발하는 것은 매우 어렵습니다.

이러한 5가지 주요 연구 방향을 읽고 나면 전자 피부를 개발하는 긴 여정에서 대부분의 과학자들이 실패하는 부분이 무엇인지 아십니까?

과거에도 많은 과학자들이 비슷한 실험을 해왔지만 '연성'은 극복하기 어려운 기술적 한계점이다. 예를 들어, Sheng Wang과 그의 팀이 PDMS를 사용하여 만든 전자 피부는 스트레칭 후 문제를 일으키고 좋은 연성을 갖기가 어렵습니다.

신축성 있는 전자피부를 만드는 것이 왜 이렇게 어려운 걸까요? 가단성 있는 일반 인공피부를 만드는 것은 어렵지 않지만, 전자피부로 교체하면 전자피부 내부에 전도성 '전극'이 존재하게 됩니다!

전자피부를 늘리고 늘리면 전극도 당겨져 저항값이 올라가 회로가 정상적으로 작동할 수 없게 됩니다. 따라서 전극이 당겨지고 저항이 회복되도록 하는 방법은 무엇입니까? ? 전자피부를 만드는데 가장 큰 어려움은 가치입니다. 어려움이 있는 곳에 돌파가 있다! 자유롭게 늘어날 수 있는 새로운 형태의 고분자

기술의 발전으로 과학자들은 많은 어려움을 극복하고 마침내 신축성 있는 전자 피부를 선보였습니다! 2

이번에 손동희 연구팀은 탄소나노튜브를 전자피부의 전극으로, 고분자 PDMS-MPU-IU를 매트릭스로 사용했다.

PDMS-MPU-IU는 자가치유 능력과 연성이 좋기 때문에 이 고분자가 탄소나노튜브와 결합하면 매트릭스가 회복되면서 탄소나노튜브도 복원될 수 있고, 저항값도 원래대로 돌아간다. 원래의 크기에 전도성을 바탕으로 유연성과 자가치유 기능을 갖춘 전자피부를 더한 제품입니다. 전극으로서의 탄소나노튜브. Wikipedia

또한 이 재료에는 두 가지 장점이 있습니다. 첫째, 탄소나노튜브를 전극으로 사용할 경우 이 재료는 디스플레이나 센서의 전극으로 사용될 수 있습니다. 둘째, PDMS-MPU-IU는 다음과 같습니다. 수소 결합을 통해 결합되므로 여러 전자 부품을 다기능 시스템으로 더 쉽게 결합할 수 있습니다.

PDMS-MPU-IU는 전자피부 소재로 기대되지만 일정 크기 이상의 외력을 가하면 단시간에 복구하기 어려워 아직까지 실제 적용과는 거리가 멀다.

게다가 이 폴리머는 생분해되지 않습니다. 환경 보호와 재사용이 요구되는 시대에 이 전자 피부로 인해 발생하는 전자 폐기물을 어떻게 줄일 수 있을까요? 이는 반드시 고려해야 할 문제입니다. 앞으로는 외출할 때 휴대폰이 필요 없을 거예요!

20세기에 인간은 그 어느 때보다 기술에 더 의존하고 있지만 여전히 휴대폰을 휴대하는 것을 잊어버리거나 어색하게 떨어뜨리는 경우가 많습니다. 이 문제를 줄일 수 있습니다.

PDMS-MPU-IU는 높은 신축성, 높은 견고성, 상온에서의 자동 자가치유 기능으로 인해 전자피부 고려 대상 소재로 꼽힌다. 비록 이 기술이 아직 업계 수준과는 거리가 멀고, 수리 시간이 너무 길고, 그 위에 탑재되는 회로도 그리 복잡하지 않기 때문에 머지않아 전자피부가 휴대용 전자기기의 선두주자가 될 것이라는 데는 의심의 여지가 없다. .