BIND接口通用连接器允许可拉伸设备的简单组装

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一个国际团队开发了所谓的BIND接口(双相,纳米分散接口),这是一种简单而快速地组装可拉伸器件的通用连接器。

BIND接口(双相,纳米分散接口)使可拉伸器件的组装变得简单,同时提供出色的机械和电气性能
BIND接口(双相,纳米分散接口)使可拉伸器件的组装简单,同时提供优异的机械和电气性能-南洋理工大学新加坡

包括软体机器人和可穿戴医疗设备在内的可拉伸设备是使用几种不同的模块组装的,这些模块具有不同的材料特性,可以是软的、硬的或封装的。

目前用于连接模块的商业粘合剂在变形时往往不能可靠地传输机械和电信号,或者容易断裂。为了创建可靠的功能设备,模块连接器必须定制,具有足够的强度来执行预期的任务。

在不影响强度和可靠性的情况下,制造易于组装的可拉伸设备一直是限制其发展的长期挑战。

现在,新加坡南洋理工大学(南洋理工大学新加坡分校)领导的团队报告了BIND,这是一种使可拉伸设备的组装变得简单的接口,同时据说提供了出色的机械和电气性能。

该研究的主要作者、南洋理工大学新加坡材料科学与工程学院的陈晓东在一份声明中说:“任何带有BIND接口的电子模块都可以通过简单地将它们按在一起不到10秒就可以连接起来。此外,我们还省去了为特定系统构建定制接口的繁琐过程,我们相信这将有助于加速可拉伸设备的开发。”

在进行拉伸测试时,据说这些模块在断裂前可以承受高达原始长度7倍的拉伸。此外,当拉伸时,模块的电传输仍然很坚固,达到其原始长度的2.8倍。

BIND界面还使用标准剥离粘合测试来评估其界面韧性,在该测试中,两个模块之间的粘合强度是通过以180°的恒定速度将其分开来测试的。对于封装模块,研究人员发现BIND比传统连接器坚固60倍。

南洋理工大学材料科学与工程学院研究员蒋英博士说:“这些令人印象深刻的结果证明,我们的界面可以用于建造功能强大、可靠的可穿戴设备或软体机器人。例如,它可以用于高质量的可穿戴健身追踪器,用户可以以他们最舒服的方式伸展、手势和移动,而不会影响设备捕捉和监测他们生理信号的能力。”

为了证明在现实生活中应用的可行性,该团队使用BIND接口构建了可拉伸设备,并在大鼠模型和人类皮肤上进行了测试。

当连接到大鼠模型上时,来自可拉伸监测设备的记录显示出可靠的信号质量,尽管导线受到干扰,如触摸和拉扯。当贴在人体皮肤上时,该设备可以收集高质量的肌电图(EMG)信号,测量肌肉收缩和松弛时产生的肌肉电活动,甚至在水下也是如此。

为了开发BIND界面,研究人员热蒸发金属(金或银)纳米颗粒,在苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(一种通常用于可拉伸电子产品的软热塑性塑料)内部形成坚固的互穿纳米结构。

由此产生的纳米结构提供了连续的机械和电气通路,使具有BIND连接的模块即使在变形时也能保持坚固。

这项创新已经申请了国际专利,该创新的开发得到了来自斯坦福大学深圳先进技术研究院(SIAT),英国科学技术研究局(A*STAR),新加坡国立大学.他们的研究结果发表在大自然。