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由新加坡南洋理工大學研究人員領導的一個國際團隊開發出一種通用連接器——雙相納米分散(BIND)接口，可簡單、快速地以類似樂高的方式組裝可伸縮設備。這種連接電子模塊的便捷方式可構成組裝未來可伸縮設備的基礎，制造商可根據他們的設計“即插即用”地安裝組件。該項研究發表在最近的《自然》雜志上。

BIND接口使可拉伸設備的組裝變得簡單，同時提供出色的機械和電氣性能。

圖片來源：新加坡南洋理工大學

包括柔性機器人和可穿戴醫療設備在內的可伸縮設備，使用幾個不同的模塊進行組裝，這些模塊具有不同的材料特性，一些是柔性的，一些是剛性的，還有一些是封裝的。然而，目前用于連接模塊的商用漿料(膠)的情況是，要么變形時無法可靠地傳遞機械和電氣信號，要么容易斷裂。

研究團隊此次開發了一種BIND接口，它使可伸縮設備的組裝變得簡單，同時具有出色的機械和電氣性能。在實驗中，通過接口連接的模塊表現出了良好的性能。當進行拉伸測試時，模塊在斷裂之前能夠承受高達其原始長度7倍的拉伸。此外，模塊的電氣傳輸在拉伸時仍保持穩定，最高可達其原始長度的2.8倍。

對于封裝模塊，研究人員發現，這項創新比傳統連接器要堅韌60倍。為了證明在現實生活中使用的可行性，該團隊使用BIND接口制造了可伸展的設備，并在大鼠模型和人類皮膚上進行了測試。

當連接到大鼠模型上時，來自可伸展監測設備的記錄顯示出可靠的信號質量，盡管電線受到觸摸和拖拽等干擾。當貼在人體皮膚上時，該設備可收集高質量的肌電信號，測量肌肉收縮和放松過程中產生的電活動，即使在水下也可行。

為了開發BIND接口，研究人員將金屬(金或銀)納米顆粒熱蒸發，在可拉伸電子產品(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)中常用的軟熱塑性塑料內形成堅固的互穿納米結構。由此產生的納米結構提供了連續的機械和電氣路徑，使BIND連接的模塊即使變形也能保持堅固。

研究結果證明，該接口可用來制造功能強大且可靠的可穿戴設備或軟體機器人。例如，它可用于高質量的可穿戴健康跟蹤器，用戶能以最舒服的方式伸展身體、作出手勢和移動，而不會影響設備捕獲和監控生理信號的能力。

關鍵詞： 研究人員 電氣性能 南洋理工大學 醫療設備 熱塑性塑料