1. 痛點(diǎn)問題

可穿戴電子器件在長(zhǎng)期穿戴過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)裂紋和分層等結(jié)構(gòu)性損傷，而在生物系統(tǒng)中存在一種生存機(jī)制，可以自發(fā)地修復(fù)意外的傷害。受此啟發(fā)，自愈合能力已經(jīng)被廣泛地研究并應(yīng)用在功能器件和系統(tǒng)中以大幅度延長(zhǎng)其使用壽命。目前已有報(bào)道的自愈合導(dǎo)體普遍在大形變或者遭受極端外力破壞時(shí)才能修復(fù)電學(xué)特性，但是針對(duì)日常使用時(shí)的微小破損，卻往往難以激活自愈合過程。

2. 解決方案

南京大學(xué)陸延青教授和孔德圣教授團(tuán)隊(duì)研制出一款超敏感電學(xué)自修復(fù)導(dǎo)體，該導(dǎo)體采用雙層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由底層作為愈合劑的液態(tài)金屬顆粒復(fù)合物和上層的導(dǎo)電銅膜組成，通過無電鍍的方式在液態(tài)金屬顆粒表面緊密共形地沉積一層連續(xù)銅膜作為導(dǎo)體層，使得銅膜和液態(tài)金屬顆粒之間有強(qiáng)烈的力學(xué)耦合。在銅膜產(chǎn)生微裂紋時(shí)，微裂紋的尖端應(yīng)力場(chǎng)瞬間撕碎液態(tài)金屬顆粒，在裂紋出選擇性釋放出液態(tài)金屬，可以愈合極低形變量造成的電學(xué)損傷。

3. 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分析

該團(tuán)隊(duì)制備的導(dǎo)體，彌補(bǔ)了領(lǐng)域內(nèi)的空白，將銅膜的導(dǎo)電性和液態(tài)金屬微膠囊的修復(fù)性進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并能彌補(bǔ)銅膜的脆性、以及液態(tài)金屬微膠囊不導(dǎo)電性等缺點(diǎn)，為提高導(dǎo)體的電學(xué)自愈合能力提供新的思路。

該雙層自愈合導(dǎo)體在彎曲條件下就可以自發(fā)地修復(fù)導(dǎo)體層的微裂紋，其對(duì)于細(xì)微損傷具有超敏感的特征，將自愈合的閾值降低至0.25%的彎曲應(yīng)變，同時(shí)也可以承受超大形變（1200%的拉伸量）所造成的破壞。讓導(dǎo)體在遭受各種機(jī)械損傷時(shí)，仍可以保持穩(wěn)定的電學(xué)性能，即使在撤掉拉伸之后，依舊能恢復(fù)到初始電阻值附近。