西电团队在制作这种用不到50 微米粗细的细线时,搞出了大动静

西电团队在制作这种用不到50微米粗细的细线时,搞出了大动静。中新网在3月22日从西安发回来的消息说,这根线比头发丝还细,却能干很多活,像传信号、感知外界、给电器供电什么的。它软得跟蚕丝似的,随便弯曲也没事,既能织进衣服里让人随时知道自己心跳得快不快,还能直接塞进身体里去指挥神经动作。记者从西安电子科技大学听说,杭州研究院的保宏教授带着周赟磊副教授他们搞了个大突破,找到了一种能大批量连续做这种活的方法,硬是把好几种功能材料全都挤在一根线上了。这种“单根纤维电子器件”说白了就是在特别小的纤维上塞进了电子元件,跟以前硬邦邦的电子设备不一样。它能像布一样软,又轻又薄,不管是穿在身上还是塞进窄小的缝隙里干活都行。 以前想在这么细的圆柱形表面上盖出功能楼来简直太难了,就好比要在头发丝上盖座大厦一样,每层都得铺得匀实了还得粘得住,这根头发丝还得能随便弯随便拉。周赟磊他们就想了个法子叫连续液相加工。他们先把液体金属弄上去做成导电层,再裹上生物感知功能层,让这根线既能传信号又能刺激神经。用这种法子做出来的纤维最细能做到50微米宽,而且一下子就能做50米长那么多。 这种方法的绝招在于用了层层叠加的方式把液态金属堆上去。研究人员先用了弹性纤维打底,弄好粘合剂让金属贴得紧紧的,顺便也把用来防腐蚀的层给建好了。这样一来导电线路和生物接触的地方就在一个轴心里整合好了,材料之间粘得死结子不漏水、界面又清楚得很。为了更厉害一些,他们还把好几根线拧在一块儿做成了多通道系统,能同时从好几个点上把数据收上来。 这套制造平台的好处还挺多:单根线就集成了好几种功能,保持体型小的同时还能保证信号跑得快且与皮肤粘得牢;不管是怎么压还是怎么拽都不影响性能;用的材料对身体没毒没害;做起来也方便以后还能做大或做小。 有了这玩意他们就从体外到体内都试了一遍。无线充电这块儿是最直观的表现。他们用这种灵活又导电的线绣进衣服里做成了柔性的天线和线圈。就算把衣服揉成一团再展开,里面的电阻几乎没啥变化;在水里泡了也照样能点亮好几个小灯泡。 测心电图和肌电图的时候效果也不错。把电极贴在胳膊上或者手腕上测试信号,发现不管是坐着不动还是剧烈运动都能保持数据清晰准确;特别是对抗晃动引起的噪音效果特别好。后来他们又做了个能分四个通道的系统加上了电脑算法来识别手势动作。 最硬核的是做神经调控实验的时候植入大鼠坐骨神经周围。结果显示它能精确地控制神经发出指令让后腿肌肉动起来;在不同频率和强度下都能顺利成功地收缩肌肉;这种成功率居然达到了100%。 这个团队用“结构设计—制造工艺—应用验证”一条龙的方式打通了整条技术链条。目前这东西在外周神经上已经验证好用了,以后可能还能用到脑机接口或者脊髓刺激这种高级领域上;而且在搞那些软乎乎的智能机器人身上也有很大用处呢!