美國北卡羅萊納州立大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種具有可自我修復(fù)功能的彈性導(dǎo)線，其由液態(tài)金屬線芯和聚合物護(hù)套組成，在受損后能夠在分子水平上實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)。這種導(dǎo)線有望大幅提高電子設(shè)備的耐久性，在柔性電子設(shè)備、復(fù)雜電路制造等領(lǐng)域也具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)論文在線發(fā)表于《先進(jìn)材料》雜志上。

論文合著者、北卡羅萊納州立大學(xué)化學(xué)和生物分子工程學(xué)助理教授邁克爾·迪基說，這種新型導(dǎo)線使用液態(tài)金屬作為線芯，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。與此同時(shí)，它們還具有一定的延展性和自我修復(fù)功能，具有在極端環(huán)境中應(yīng)用的巨大潛力。

為了制成這種導(dǎo)線，研究人員首先在具有自我修復(fù)功能的聚合物中制造出一個(gè)被稱為“微流體通道”的細(xì)小通道，而后再向微流體通道中注入液態(tài)金屬，用其充當(dāng)導(dǎo)電材料。這使其看上去就像是一條充滿了水的水管，由于這種導(dǎo)線護(hù)套是可拉伸的聚合物材料，而芯線為液態(tài)金屬材料，在進(jìn)行拉伸時(shí)并不影響其導(dǎo)電性能。

與延展性能相比，其自我修復(fù)功能更是一絕。當(dāng)導(dǎo)線出現(xiàn)劃傷等小型損傷時(shí)，液態(tài)金屬會(huì)迅速發(fā)生氧化，形成一層類似于“皮膚”的物質(zhì)，防止液態(tài)金屬從護(hù)套中滲出；當(dāng)線材受損嚴(yán)重、甚至被完全切斷時(shí)，只要將斷頭重新相連，液態(tài)金屬也能自動(dòng)重連、接通電路。與此同時(shí)，聚合物護(hù)套會(huì)發(fā)揮自我修復(fù)功能，形成新的分子鍵，逐漸修復(fù)損傷。

迪基說，這是一項(xiàng)非常讓人興奮的研究，因?yàn)樵摷夹g(shù)提供了一種連接和配置電路的新方法，為人們創(chuàng)建更復(fù)雜的電路提供了可能，在對(duì)不同的導(dǎo)線進(jìn)行重連時(shí)，只需要一把剪刀即可。具有自愈功能的導(dǎo)線有望大幅提高電子設(shè)備的耐久性，在柔性電子設(shè)備制造領(lǐng)域更有著諸多潛在的應(yīng)用價(jià)值。此外，該技術(shù)在一定程度上還有助于減少電纜更換所帶來的浪費(fèi)和環(huán)境污染問題。