韩国研究人员开发出世界上第一种仅凭体温就能软化的电子墨水。由于其优越的热学和电学性能，这种材料有望在可穿戴设备、医疗设备和机器人中找到广泛的应用。
6日，韩国科学技术院(KAIST)电子工程学院教授郑在雄(音)和材料科学工学系教授史蒂夫•朴(音)共同开发出了以液态金属为基础的电子墨水。这种墨水在体温下会软化，使其适合于人类舒适使用的生物电子设备。
最近，人们对开发与柔软的人体皮肤兼容的可穿戴设备、植入式设备、消费电子产品和机器人技术产生了浓厚的兴趣。这些新兴技术旨在监测健康和治疗疾病。传统的刚性电子产品面临的挑战是它们与人体皮肤相比的硬度，当嵌入组织时可能导致不适或炎症反应。相反，虽然软电子产品更舒适，但它们在精确操作方面提出了挑战。
为了解决这个问题，研究人员设计了一种基于镓的液态金属电子墨水。这种墨水在室温下仍然是固体，可以精确操作，但一旦植入皮肤就会软化，最大限度地减少不适。镓以其29.76摄氏度的低熔点而闻名，这使得它很容易在固态和液态之间转换。该团队解决了镓的高表面张力和低粘度的挑战，生产出支持高分辨率打印的电子墨水。
这种创新的电子墨水可以在传统电路的刚性状态和人体组织的柔软状态之间无缝转换。其优异的导热性和导电性使制造模拟人体组织柔韧性的电子电路成为可能。研究人员还强调了通过3D打印制造定制电子设备的潜力。
该团队已经利用这种电子墨水制造了超薄光学血流动力学电子皮肤传感器和无线光电植入式设备。这些装置在室温下是刚性的，但在应用于皮肤或组织时变得柔软，确保可靠的操作而不会对身体造成压力。此外，一旦从身体中取出，它们就会恢复到它们的刚性状态，从而允许它们重复使用。
郑教授强调了这种电子墨水的变革潜力，他说:“这种电子墨水可以根据体温调整硬度，支持高分辨率打印，可以集成到电子设备、传感器、机器人、医疗设备中。”通过超越当前电子产品的形状限制，它为许多新颖的应用铺平了道路。”
得到科学信息通信技术部、韩国研究财团、电子通信研究院(ETRI)支持的该研究成果于2月28日发表在国际学术期刊《科学进展》上。
参考
科学进展，DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.adn1186
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