美国科学家开发出自我修复电子芯片

2011-12-27 15:04:29来源: 科技日报 关键字:美国  美国科学家  国科  科学  科学家
  据英国广播公司(BBC)近日报道,美国伊利诺伊大学香槟分校的科学家们表示,他们已经研制出了一种新电路,能在崩溃时通过释放液体金属,恢复电路的导电性从而修复自身,科学家们未来可据此研制出能自我修复、因此寿命更长的电子芯片和电子设备,也有望解决星际旅行面临的大问题。相关研究发表在《先进材料》杂志上。

  科学家们解释道,他们的构想是:利用最初导致芯片破损的压力“砸开”一个装载有修复材料的微胶囊,让释放出的修复材料填充在破损导致的缝隙中,让电流重新恢复工作。

  为了测试这一想法,他们在玻璃上刻上了金线图案以形成一个电路。接着,他们采用了两种方法,一是将0.01毫米宽的微胶囊直接放在金线上;另一种则是将一块纤细的薄片加入0.2毫米的微胶囊中,随后将其嵌入金线中。这两种情况下使用的微胶囊都包含有铟化镓共晶体——这种金属材料具有高导电性和低熔点。随后,他们将这个设备夹在一层玻璃和腈纶之间并通电。随后,科学家们弯曲电路让其产生裂缝,此时,监测电压为零。

  科学家们表示,结果表明,这种破裂的微胶囊“治愈”了大部分测试电路,在一微秒之间就能让电压恢复到正常值。而且,研究表明,小一点的微胶囊每次都能修复设备,但其导电能力比大一点的微胶囊弱(而其修复的成功率要低一些),因此,不同大小的微胶囊结合在一起,有望获得更好的结果。科学家们接着对该设备进行了4个月的监控,在这段时期内,导电能力没有损失

  该研究团队表示,最新研究可能是太空工业的福音。航空航天技术专家斯科特·怀特表示:“我认为,这一技术真正的应用领域是那些设备出了故障很难修复或被取代的领域,只比如在星际旅行中,很难换出设备。”

  该研究团队也希望采用这一过程研制出使用寿命更长的可充电电池。他们表示,目前的可充电电池系统在经过多次重复使用后会出故障的原因主要是设备内部的微小损害中断了电流。如果解决这一问题,电动汽车用的电池有望使用十年或更长时间,使其维护成本大幅减少。

  科学家们也认为,最新技术有潜力为消费者提供更稳定的消费电子设备,从而节省资源,节约能源。怀特以手机键盘为例,他说,如果手机键盘重复使用,可能会导致下面的电路出现故障,而能自我修复的系统将延长手持设备的寿命,节省能源。

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编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/1227/article_4288.html
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