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纳米级颜色变化：研究人员开发实时可视化系统来观察可拉伸技术

盖世汽车刘丽婷 2024-12-26 17:09:50

盖世汽车讯据外媒报道，浦项科技大学（POSTECH）研究小组开发出突破性技术，可以实时分析“蛇形”结构的变形，这是可拉伸技术的关键组成部分，并通过颜色变化可视化该过程。

图片来源：期刊《Advanced Science》

该团队由电气工程系的Su Seok Choi教授领导，包括博士生Sanghyun Han、Junho Shin、Jiyoon Park以及硕士生Hakjun Yang和Seungmin Nam。这项研究发表在期刊《Advanced Science》12月的在线版上。

柔性和可变形电子产品已从可弯曲、可折叠、可卷曲和可滑动的设计发展到可自由变形的完全可拉伸系统。可拉伸技术在显示器、传感器、半导体、电子皮肤、仿生机器人和智能服装等各个领域都越来越受欢迎。

可拉伸技术主要依赖于两种方法：制造类似于橡胶的弹性材料，设计可与现有半导体、显示器、电极和传感器技术无缝集成的可拉伸结构。在结构可拉伸技术中，蛇形互连（一种波浪形弹性连接）在为不可拉伸的电子元件提供弹性方面起着至关重要的作用。推进这项技术需要彻底了解拉伸各个阶段的结构特征和变形过程。

实时可视化蛇形结构的变形

到目前为止，只有在发生物理损坏（例如断裂）后才有可能分析蛇形结构的变形。这意味着研究人员必须依赖理论模拟或之前拉伸循环的有限观察数据，从而阻碍对结构行为的实时洞察。

POSTECH团队通过利用结构颜色的变化（变形过程中在纳米级发生的颜色变化）完美应对了这一挑战。研究人员使用手性液晶弹性体（Chiral Liquid Crystal Elastomer，CLCE，一种在拉伸时会改变颜色的机械变色材料）开发了一种系统，可以精确、实时地可视化蛇形结构的变形。此外，该团队通过理论有限元分析验证了结果，证实了该技术在优化设计应用中的潜力。

技术和工业意义

这种创新方法无需复杂的纳米加工工艺，并提供了对蛇形结构变形的清晰、实时理解。通过提供可操作的设计指南来优化这些结构在不同拉伸环境中的性能，该技术有望加快可拉伸设备的商业化。

Choi教授评论说：“这项研究为精确评估和设计可拉伸技术核心的连接结构打开了大门。这些发现有望扩大应用范围，并加速显示器、半导体、传感器、电子皮肤、智能服装和软机器人等领域的商业化。”