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前沿 | 手机摔出裂纹,亚麻籽油让屏幕自我疗愈
2024-8-23
    

智能手机已成为许多人不可或缺的贴身设备,但这种高科技装置最大缺点是「不耐摔」。如果不慎掉落,最容易损坏的部分通常是屏幕,届时使用者的选择通常只有更换新机或者付出昂贵的维修费用。


如今,研究人员正全力开发一种神奇的电子材料,能够让碎裂的屏幕「自我疗愈」,南韩科学技术研究院(KIST)的研究团队宣称,这种技术已接近实现。


 


许多智能手机制造商早已投入屏幕自我修复技术的研发,其中一种是具有记忆特点的聚合物,当屏幕受损时,只需加热即可恢复原状。


KIST研究人员指出,他们正在研发的材料,能够修复自身的裂缝和其他物理损坏;这种材料的秘密成分是亚麻籽油。


亚麻籽油是以亚麻植物种子制成,研究人员将特制的亚麻籽油添加到可透光的聚醯亚胺(CPI)中。CPI的特点是兼具柔软度与韧性,目前已成为折叠式智能手机屏幕的关键材料,用来取代玻璃。


KIST的报告指出,掺入亚麻籽油的CPI如果破裂,油脂会渗入并填补裂缝;如果相关技术成熟,这种作用将可迅速完成,也就是屏幕即使摔碎,也可以「自行包扎伤口」。研究人员说:「我们正在开发一种能自我修复的无色聚醯亚胺,这种材料可以彻底解决受损的高分子材料(即屏幕)之物理性能,延长其寿命。」



KIST指出,他们的灵感来自建筑业的混凝土自我修补技术,把含有修复剂的微型胶囊嵌入混凝土中,当裂缝出现时便会释出修复剂。KIST把这个概念应用在手机屏幕的材料上,把亚麻籽油装在微型胶囊中,将这些胶囊与有机矽材料混合,制成CPI涂层,包覆在智能手机屏幕上。当CPI断裂时,会导致微型胶囊破裂,胶囊中储存的亚麻籽油就被释出并填补碎裂的区域。此外,经过改良的亚麻籽油成分,会在接触空气后硬化,硬度几乎和全新材料相同。


研究人员最初进行实验时发现,在温度、湿度较高或者有紫外线照射的环境下,愈合的速度较快,但整体来说,屏幕「自愈」过程即使在正常室温下仍可实现,不须使用特殊设备或把装置移到特殊环境。


最新实验结果显示,在温度、湿度和紫外线辐射的理想条件下,这种创新材料能在20分钟内修复约9成裂纹,且兼具柔韧性。研究人员指出,这是相关领域迄今最卓越的表现,希望能加快研发脚步,让这项技术能广泛运用在智能手机屏幕上。


市面上已有几款折叠式智能手机,但价格昂贵,且耐用性仍待长期观察。屏幕若能自我修复,将可让手机更耐用;不仅如此,CPI还能应用在人造皮肤、太阳能面板等领域,提升这些装置的耐用性。


研究人员说:「我们预期这种可透光自我修复聚合物,最终能广泛在户外应用,例如透明显示器、可挠式电子装置的光学相关领域。」



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