为了打造更加环保的电子设备, 研究人员们设想了一种可以完全回收的 '电子皮肤' . 而且即便被撕裂, e-skin也能够自我修复. 发表在《科学进展》 (Science Advances) 的研究所述, 该设备本质上是一片装有传感器的薄膜, 能够测量压力, 温度, 湿度, 以及气流. 该薄膜由是三种现已商用的化合物, 以及纳米银颗粒混合而成.
如果给 '电子皮肤' 划了一刀, 两侧流出的化学物质即可自行 '恢复如初' . 即便表面破损, 也可以将薄膜丢进溶液中, 让材料重新 '液化植皮' . 有朝一日, 这项技术或被用于假体, 机器人, 或智能织物上.
实际上, 全球有许多实验室都在开发电子皮肤. 比如一支欧洲研究团队就开发出了一种允许用户通过磁铁来操纵 (而不接触物体) 的方案. 此外, 日本也有一项将智能衬衫变为电子游戏运动控制器的技术.
研究配图 - 1: 完全可回收的可塑性电子皮肤.
不过最新研究成果的特殊之处, 就是它可以回收再利用:
以美国为例, 仅在 2014 年, 该国就创造了 160 亿磅 (近 726 万吨) 的电子废弃物, 而所有这些电路板, 晶体管, 硬盘, 都含有必须妥善处理的有毒化学物质.
研究配图 - 2: 薄膜纯度和导电特性.
研究合著者, 科罗拉多大学波德分校机械工程助理教授肖建良 (音译) 表示:
这种特殊的设备不会产生任何废弃物, 我们想让钉子产品变得更加环保.
研究配图 - 3: 左上为循环回收过程示意图.
即便 '电子皮肤' 严重受损, 也可以通过 '循环解决方案' 来回收利用:
● 溶液可以将基质分解为小分子, 让纳米银离子沉入底部, 然后所有材料都可以被重新利用来制造另一片功能性电子皮肤.
● 在 140℉ (60℃) 的情况下, 完整回收耗时 30 分钟左右; 如果在室温下, 则需要 10 小时.
● 相比之下, 材料 '自愈' 的速度要快很多 —— 室温下不到半小时, 60℃ 下只需几分钟.
研究配图 - 4: 上部为电子皮肤设计示意图.
这种电子皮肤并非十全十美, 它虽然柔软, 但不像人类皮肤那样富有弹性. 教授表示, 他和同事们正在努力提升设备的可扩展性, 以便更轻松地运用到假肢或机器人的制造嵌入.
不过最让他们激动的, 还是这项研究的环保特性: '我们面临着日益严重的污染问题, 环保的重要性也与日俱增. 为了自己和下一代, 都必须确保自然安全' .
