摔落智能手机通常意味着在下次升级之前要忍受屏幕裂痕,或者支付昂贵的维修费用——但研究人员一直在努力将自我修复显示技术推向实用现实。韩国科学技术院(KIST)的一个团队开发了一种自我修复电子材料,这种材料能够修复自身的裂痕和其他物理损伤,其秘密成分是亚麻籽油。
亚麻籽油来自亚麻植物的种子,研究人员以类似的方式将这些种子改良,并将其添加到无色聚酰亚胺(CPI)中——一种已经用于折叠智能手机屏幕的玻璃替代品。添加的油成分能够渗入CPI断裂时产生的裂缝中,如果科学家们能够可靠地大规模应用这项技术,可能意味着屏幕在受到撞击后能够自我修复。研究人员表示:“我们能够开发出一种自我修复的无色聚酰亚胺,它可以彻底解决受损聚合物材料的物理性能和寿命问题。
”帮助自我修复的亚麻籽油首先被装入微胶囊,然后与硅材料混合。研究人员在实验中将这种材料用作CPI的涂层。材料的设计方式意味着CPI中的断裂也会导致微胶囊的断裂,释放储存的油来修复损伤。当油接触到空气时,它会硬化,材料几乎恢复如新。更好的是,这一切都在室温下进行,不需要外部压力,这与之前探索的类似自我修复材料不同。研究人员报告说,更高的温度、更大的湿度和紫外线可以加速愈合过程。
在理想条件下,根据新的研究,材料在紫外线辐射下可以在短短20分钟内修复91%的裂缝,同时保持柔韧性。虽然仍有大量工作要做,以将这项技术从实验室推向智能手机屏幕,但迄今为止的发现是令人鼓舞的。尽管三星和摩托罗拉等公司的折叠手机现已上市,但它们仍然昂贵,耐用性仍存在疑问。这项正在发展的技术可能会使手机显示屏更加坚固,无论是折叠式还是其他类型。
这项技术的好处可能远远超出破损的智能手机屏幕:CPI是一种从人造皮肤到太阳能电池板无处不在的材料,任何耐用性和韧性的改进都将全面受益。研究人员在他们的发表论文中写道:“我们预计这些多刺激响应的无色自我修复聚合物最终可能广泛用于户外应用,例如透明显示器和/或柔性电子的光学相关领域。”该研究已发表在《复合材料B部分:工程》上。