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NEW 徐亨卓教授组开发出可自我治愈且有弹性的复合材料及传感器
- 2020-11-03
- 7241
2020-09-17
我校徐亨卓教授研究组成功研发出了一旦发生损伤，可以自行治愈的复合电子材料和传感器。电传导性和弹性也非常高，今后有望适用于穿戴式电子设备、软机器人、人工皮肤等。
徐亨卓教授（新材料工学系、研究生院能源系统学系）利用由超分子高分子和铜微粒构成的复合材料，研发出了能够自我治愈损伤的电子材料基础的可穿戴式压力传感器。相关内容以《利用混入铜微粒的超分子高分子伸缩性自愈型导电性复合材料(Intrinsically Stretchable and Self-Healing Electroconductive Composites Based on Supramolecular Organic Polymer Embedded withop Cith》的论文被选定为材料领域国际学术杂志《Advanced Electronic Materials》9月7日网络版的封面论文。亚洲大学研究生院博士生安斯敏•鲁巴亚作为第一作者参加了该课程。
人类的皮肤可以快速感知损伤，防止损伤恶化，并尽快修复损伤。因此，从人类皮肤等生物系统的自然治愈机制中获得灵感，正在积极进行自我治愈和自我修复的材料研究。这种材料平台是新型的，需要同时整合和体现电传导性、弹性和自我治愈特性。开发无需外部诊断或人为的外部工程，可以自动恢复材料损伤的电子材料是高难度的技术，具有很大的影响力。
研究组在该研究中利用了超分子有机高分子超分子有机高分子和铜微（1μm=1E-6m，头发平均长100μm）粒子的复合材料。研究小组开发的这种复合材料可通过卒-格尔工艺大量生产，并可改变铜的浓度，调整导电度。复合材料中的超分子高分子可以提供具有伸缩性和治愈力的氢结合。 另外，还可以用铜粒浓度控制半导体和导电体的电气特性。研究组为了让材料在多次切断-治愈周期中恢复，对材料的电气特性进行了最优化。
此次开发的材料最重要的特点是结合了高伸缩性和损伤治疗能力，体现了类似于皮肤的特性。 这种材料不易撕裂，长度可以增加到原来的120%。另外，材料所具有的电气及机械特性在材料受损后也能自动治愈，研究组确认，在损伤5分钟内，在周边环境条件下可恢复90%的机械特性及100%的电气特性。
亚洲大学研究组利用该材料开发了自体治愈型可穿戴式压力传感器。研究组将传感器贴在手指上，成功地演示出了手指动作感知。 另外，对传感器进行部分切割，故意损伤传感器后，对传感器的反应进行了调查，确认了传感器自我治愈的功能。
徐亨卓教授表示:"此次开发的自我治愈材料不是高价材料或复杂的制造工艺，而是利用了低费用材料和工艺"，"不仅可以用于附着在人体的可穿戴传感器，还可以适用于需要伸缩性的物联网传感器和软机器人、产业装置等"。
此次研究由科学技术信息通讯部、韩国研究财团主管，海外优秀人才支援事业、基础研究支援事业、BK21 Four事业支援进行。
(注:本文出现的所有人名均系音译)