近日,麻省理工學院材料科學與工程系的研究團隊取得了一項突破性進展,他們成功研發(fā)出一種超薄電子“皮膚”技術(shù)。這項技術(shù)的誕生,預示著可穿戴設備、柔性電子以及緊湊型紅外成像裝置等領(lǐng)域?qū)⒂瓉砣碌陌l(fā)展機遇。
研究人員利用這一先進技術(shù),打造出厚度僅為10納米的熱電薄膜。這種薄膜對遠紅外光譜中的熱量和輻射表現(xiàn)出極高的敏感性,其在夜視眼鏡和自動駕駛感知系統(tǒng)的應用前景令人矚目。一張展示該技術(shù)的圖片顯示,這種薄膜在顯微鏡下呈現(xiàn)出細膩的紋理,預示著其卓越的性能。
技術(shù)的核心在于一種名為PMN-PT的熱釋電材料。這種材料對溫度變化極為敏感,能夠迅速響應并產(chǎn)生電流。值得注意的是,PMN-PT材料可以直接在單晶基底上生長,且無需中間層輔助即可輕松剝離。這一特性主要得益于其獨特的化學結(jié)構(gòu),其中鉛原子的有序排列使得材料具有出色的電子親和力,有效阻止了載流子與其他材料的結(jié)合。
基于這一發(fā)現(xiàn),MIT團隊進一步研發(fā)了一個由100個超薄熱敏像素組成的陣列。每個像素的面積約為60平方微米,它們對遠紅外光譜的變化展現(xiàn)出高度的敏感性。實驗結(jié)果表明,這種超薄熱釋電薄膜的性能甚至超越了現(xiàn)有的夜視設備,為小型、輕便的紅外成像裝置提供了可能。
這種超薄電子“皮膚”技術(shù)的應用領(lǐng)域廣泛。在夜視領(lǐng)域,它能夠顯著提升夜視眼鏡的輕便性和靈敏度,為夜間作戰(zhàn)和監(jiān)控提供有力支持。在自動駕駛領(lǐng)域,該技術(shù)有望增強汽車在霧天、夜晚等低可見度條件下的視覺感知能力,提高行車安全。在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域,它還可以作為氣體傳感器進行實時監(jiān)測,為環(huán)境保護提供有力保障。
同時,這項技術(shù)在醫(yī)療健康監(jiān)測領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大的潛力。通過集成到可穿戴設備中,它可以實時監(jiān)測人體的生理指標,為疾病的早期發(fā)現(xiàn)和治療提供重要依據(jù)。該技術(shù)還有望應用于柔性顯示屏等領(lǐng)域,為電子產(chǎn)品帶來全新的形態(tài)和體驗。