101
在過去的十年中，紙質(zhì)電子電路產(chǎn)品（也稱為“Papertronics”）因其獨(dú)特的物理和化學(xué)特性（如重量輕，生物相容性，生物可降解性，制造成本低和折疊性）而發(fā)展成為眾多現(xiàn)有材料的一種環(huán)保替代品。
根據(jù)外媒 Printed Electronics World 報(bào)道，這些紙質(zhì)電子電路產(chǎn)品目前還有一個(gè)問題，那就是不能做到可拉伸。這一點(diǎn)對(duì)于一些生物醫(yī)學(xué)類的應(yīng)用非常重要，所以可拉伸性是該材料短期需要克服的限制。美國國家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）最近就針對(duì)此目標(biāo)的突破授予了一項(xiàng)為期三年價(jià)值 34.5 萬美元的資助。該項(xiàng)資金主要用于資助賓漢姆頓大學(xué)（Binghamton University）托馬斯·沃森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的一項(xiàng)研究。這項(xiàng)研究旨在進(jìn)一步優(yōu)化紙質(zhì)電子電路的機(jī)械性能，同時(shí)仍保留其其他優(yōu)勢(shì)性能。
?
負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的是該學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程助理教授 Ahyeon Koh 和電氣與計(jì)算機(jī)工程副教授 Seokheun (Sean) Choi。去年，這兩名教授就獲得了美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）的一項(xiàng)價(jià)值 45.2 萬美元的資助，當(dāng)時(shí)的課題是利用食汗細(xì)菌（Sweat-eating Bacteria）的新陳代謝活動(dòng)為人類的汗水排泄提供動(dòng)力。就目前這個(gè) Papertronics 項(xiàng)目來說，兩位研究人員將它看作整合他們兩各自專業(yè)領(lǐng)域的一種新方式。
?
“Choi 博士是紙質(zhì)電子電路領(lǐng)域的先驅(qū)之一，而我則正在開發(fā)一些軟電子產(chǎn)品（Soft Electronics），”Koh 說，“軟電子產(chǎn)品有其自身的優(yōu)勢(shì)，它將成為生物電子學(xué)的未來，不過目前它也有著自己的一些局限性。我們希望在可拉伸紙質(zhì)電子電路產(chǎn)品這一平臺(tái)上將這兩種技術(shù)整合到一起?！?br />
?
Koh 和 Choi 在他們的研究建議中概述了三個(gè)主要目標(biāo)：
制作一種具有可拉伸聚二甲基硅氧烷（PDMS）芯的納米纖維，這種材料是一種硅基且具有生物惰性的材料，廣泛用于柔性和可拉伸電子產(chǎn)品中，另外它還具有一層纖維素外皮。這里的纖維制作時(shí)會(huì)被紡成網(wǎng)狀，我們后續(xù)會(huì)就生物電子類產(chǎn)品應(yīng)用對(duì)其進(jìn)行機(jī)械和生化兼容性測(cè)試。
測(cè)試這種可拉伸紙質(zhì)電子電路的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，以找出哪種纖維直徑和纖芯或護(hù)套厚度更適合電子產(chǎn)品。我們會(huì)驗(yàn)證使用一些常規(guī)印刷技術(shù)來將可拉伸紙質(zhì)電子電路做成功能性電子產(chǎn)品。
將 Choi 博士在微生物相互作用提供動(dòng)力的紙質(zhì)燃料電池領(lǐng)域的研究成果與此整合在一起，最終讓電子設(shè)備帶上微小但必不可少的電荷。
“我認(rèn)為這種可拉伸紙質(zhì)電子電路在批量生產(chǎn)方面會(huì)比紡織品等其他材料好很多，因?yàn)槲覀兛梢允褂盟屑垙埖纳a(chǎn)工藝，例如卷對(duì)卷印刷，絲網(wǎng)印刷和浸漬等，”Choi 博士說“許多功能性墨水都是由納米顆粒或合成聚合物制成，這些材料可以集成到“紙張”中以實(shí)現(xiàn)特定功能。”?
?
Koh 認(rèn)為這項(xiàng)研究是開發(fā)可拉伸紙質(zhì)電子電路產(chǎn)品的第一步：“一旦完成這些項(xiàng)目，我們將會(huì)進(jìn)一步研究將其拓展到更具體的醫(yī)學(xué)或環(huán)境領(lǐng)域。現(xiàn)在，我們希望提供一些基礎(chǔ)的研究成果，以便其他領(lǐng)域的科學(xué)家都能參與其中并利用到這些新材料的優(yōu)勢(shì)。”
?
兩位教授都贊揚(yáng)了沃森商學(xué)院的氛圍，這不僅鼓勵(lì)了部門之間的合作，而且還鼓勵(lì)像這樣的跨學(xué)科研究。四年前來到賓漢姆頓大學(xué)的 Koh 還稱 Choi 博士是自己事業(yè)上的“導(dǎo)師”和靈感的來源。
