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新加坡科技设计大学Adv. Mater.:具有超变形、组织粘合能力的高无线供电效率液态金属天线

The following article is from 科研志 Author 柔性电子材料与器件

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一、文章概述

在无线通信的可穿戴可植入电子器件中,柔性可伸缩天线对于解决组织-设备接口处的机械失配问题至关重要。其中,基于液态金属的可伸缩电子产品的新兴技术,有望改善传统金属基天线的柔韧性和可拉伸性。然而,现有的封装液态金属的方法通常需要整体上较厚的基板,并且所得到的器件在可变形性和组织粘附性方面表现不佳
为了克服这一限制,近日,新加坡科技设计大学Michinao Hashimoto教授研究团队通过在7 µm厚的弹性体基底上直接进行墨水书写来制造微通道,从而获得具有优异可变形性的液态金属微流体天线。相关研究工作以题为“Ultra-Deformable and Tissue-Adhesive Liquid Metal Antennas with High Wireless Powering Efficiency”发表在国际材料学顶尖期刊Advanced Materials (IF=27.398)上。
这项工作所制造的无线发光装置:由标准的近场通信(NFC)系统供电,并且在变形(包括拉伸、扭曲和弯曲)下保持稳定的性能,同时还保持了较高的品质因数(q> 20)。通过在该电子器件表面涂覆一层聚多巴胺,可以实现在机械变形下对离体动物组织的无缝保形粘附。这项技术为无线生物医学设备的设计和制造提供了新的功能,可将组织设备集成到微创、不易察觉的医学治疗中。


二、文章要点

(1)本文报道了一种超柔性液态金属微通道的薄膜天线的制造策略,该方法通过在弹性、超薄膜基材的微通道中直接写入墨水(DIW)而完成,该薄膜天线对湿的和动态的生物组织表现出空前的可变形性无缝合的保形粘附性
(2)该方法通过使用DIW硅酮密封胶来制造此类天线,以在柔性可拉伸的Ecoflex微片基板上形成微通道。向DIW印刷的螺旋线圈状微通道中注入液态金属为天线提供了前所未有的可变形性,同时在NFC范围内保持了高无线供电效率
(3)此外,聚多巴胺(PDA)涂层可赋予这种薄膜天线具有对湿生物组织表面的无缝合、机械保形粘附性。


研究概述。基于载有液态金属的微流体天线的无线发光装置的开发。在Ecoflex微片上直接对硅树脂微通道进行墨水书写,然后注入液态金属。所制造的装置显示出柔性、可拉伸性和无缝合的组织粘附性。


原文链接

https://doi.org/10.1002/adma.202008062


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