近日,据外媒《NatureMaterials》报道称,新加坡国立大学研究团队开发出一种能够发光和实现自我修复的新型可拉伸材料—— HELIOS,它采用的是氟弹性体+表面活性剂的“独特混合物”制作而成,质感上很像是透明弹性橡胶板。

科学家研制出能够发光和自愈的新型可拉伸材料

据悉,含氟弹性体是基于碳氟化合物的合成橡胶,表面活性剂可降低两种液体之间的表面张力(通常被用作清洁剂)。由于该材料具有很高的介电常数,因此与其它可拉伸显示技术相比,它能够在更低电压下存储更多的电荷。

科学家研制出能够发光和自愈的新型可拉伸材料

研究结果显示,这种材料能够以20 倍的亮度发光,但电压却只有1/4,甚至可以通过无线方式供电。


值得一提的是,由于分子之间的化合键是可逆的,因此能够在被割伤或刺穿后实现自我修复。而且在正常环境条件下就可以做到,无需加热等辅助措施即可愈合。

科学家研制出能够发光和自愈的新型可拉伸材料

据介绍,若这项技术得到进一步的发展,未来有望应用于无线显示屏等产品、甚至被安装到可在黑暗环境下(比如救灾现场)工作的软体机器人的皮肤上。


对此,该研究首席科学家表示,“随着人类对机器和机器人的依赖性越来越高,使用 HELIOS 创造出的耐用、且节能的发光装置将拥有巨大的价值。制造商和消费者可借此省下长期的成本,减少电子废弃物的产生和能源消耗,进而使得先进显示技术变得即实惠又环保。”


未来最具发展前景的20种新材料


1、石墨烯


特点:非同寻常的导电性能、极低的电阻率极低和极快的电子迁移的速度、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性。


发展方向:2010年诺贝尔物理学奖造就了近年技术和资本市场石墨烯炙手可热,未来5年,石墨烯将在光电显示、半导体、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域呈现爆发式增长。


2、超材料


特点:具有常规材料不具有的物理特性,如负磁导率、负介电常数等。


发展方向:改变传统根据材料的性质进行加工的理念,未来可根据需要来设计材料的特性,潜力无限、革命性。


3、3D打印材料


特点:改变传统工业的加工方法,可快速实现复杂结构的成型等。


发展方向:革命性成型方法,在复杂结构成型和快速加工成型领域,有很大前景。


4、柔性玻璃


特点:改变传统玻璃刚性、易碎的特点,实现玻璃的柔性革命化创新。


发展方向:未来柔性显示、可折叠设备领域,前景巨大。


5、超导材料


特点:超导状态下,材料零电阻,电流不损耗,材料在磁场中表现抗磁性等。


发展方向:未来如突破高温超导技术,有望解决电力传输损耗、电子器件发热等难题,以及绿色新型传输磁悬技术。


6、碳纤维


特点:轻质、高强、高模、耐化学腐蚀(耐有机溶剂、酸、碱,不溶胀)、热膨胀系数小,强度高等。


发展方向:产品性能趋向于高性能化、价格将继续降低,航天航空和文体用品领域用量稳定增加,民用工业用量将快速增长等。


7、液态金属


特点:高强韧性、优良的导磁性和低的磁损耗、优异的液态流动性。


发展方向:在高频低损耗变压器、移动终端设备的结构件等。


8、形状记忆合金


特点:预成型后,在受外界条件强制变形后,再经一定条件处理,恢复为原来形状,实现材料的变形可逆性设计和应用。


发展方向:在空间技术、医疗器械、机械电子设备等领域潜力巨大。


9、可降解生物塑料


特点:可自然降解,原材料来自可再生资源,改变传统塑料对石油、天然气、煤炭等化石资源的依赖,减少环境污染。


发展方向:未来替代传统塑料,具有的前景巨大。


10、人工晶体


特点:一种胶原聚合物材料制成软弹性医用凝胶,植入眼内,治疗视力异常。


发展方向:非水溶性,高化学惰性,高稳定性,无致癌作用,高生物相容性,耐受性好、弹性强度稳定、无膨胀性等。


11、泡沫金属


特点:重量轻、密度低、孔隙率高、比表面积大。


发展方向:具有导电性,可替代无机非金属材料不能导电的应用领域;在隔音降噪领域具有巨大潜力。


12、离子液体


特点:具有高热稳定性、宽液态温度范围、可调酸碱性、极性、配位能力等。


发展方向:在绿色化工领域,以及生物和催化领域具有广阔的应用前景。


13、内嵌富勒烯


特点:用离子轰击C60制得内嵌富勒烯,并从富勒烯的其它混合物中纯化分离(难度极高)。


发展方向:在医学抗HIV、酶活性抑制、切割DNA、光动力学治疗、抗氧化、美容化妆等领域有广阔的应用前景。


14、黑磷


特点:与石墨烯相比黑磷具有能隙,使其更容易进行光探测,其能隙是可通过在硅基板上堆叠的黑磷层数来做调节,使其能吸收可见光范围以及通讯,用红外线范围的波长。黑磷是一种直接能隙(direct-band)半导体,也能将电子信号转成光。


发展方向:未来在晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等领域前景广泛。


15、气凝胶


特点:高孔隙率、低密度质轻、低热导率,隔热保温特性优异。


发展方向:极具潜力的新材料,在节能环保、保温隔热电子电器、建筑等领域有巨大潜力。


16、量子点


特点:大小约为2——20nm的半导体晶体,由少数原子构成,活动局限于有限范围之内,丧失原有的半导体特性。内部结构、大小不同,发出不同颜色的光,量子点尺寸足够精确时,可发出鲜艳的红绿蓝光(颜色可调),能够更精准的控制色彩显示。


发展方向:未来在医学上(显影标记、基因组学、药物筛选等)、半导体器件(电子器件、存储等)、显示照明等领域前景巨大。


17、纳米点钙钛矿


特点:纳米点钙钛矿具有巨磁阻、高离子导电性、对氧析出和还原起催化作用等。


发展方向:未来在催化、存储、传感器、光吸收等领域具有巨大潜力。


18、自组装(自修复)材料


突破性:材料分子自组装,实现材料自身“智能化”,改变以往材料制备方法,实现材料的自身自发形成一定形状和结构。


发展方向:改变传统材料制备和材料的修复方法,未来在分子器件、表面工程、纳米技术等领域有很大前景。


19、磁(电)流体材料


特点:液态状,兼具固体磁性材料的磁性,和液体的流动性,具有传统磁性块体材料不具备的特性和应用。


发展方向:应用于磁密封、磁制冷、磁热泵等领域,改变传统密封制冷等方式。


20、碳纳米管


特点:高电导率、高热导率、高弹性模量、高抗拉强度等。


发展方向:功能器件的电极、催化剂载体、传感器等。

本文来源:环球网,DT新材料一DT高分子在线,太平洋电脑网

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