【科研突破】加州大學團隊開發新型磁能墨，能短時間自我修補裂痕

美國加州大學聖地亞哥分校的一隊工程團隊日前宣佈成功開發一種可用來製造自我修補電池、電化學傳感器（electrochemical sensor）等穿戴式裝置的新型磁能墨。

Photo from UCSD

這種新型墨的主要材料為特定磁場條件主導的微粒子。人員在墨中注入了一般研究廣泛使用、由釹（neodymium）所製成的微粒子。這些微粒子形成的磁場比它們的獨立體積要大，所以能吸引裂口互相修補。簡單來說，這就像在裂口兩旁放上磁石，當裂痕出現時磁石就會互相吸引，從而修補裂痕。

Photo from UCSD

團隊利用了這種個新墨印出了電池、電化學傳感器以及穿戴式電子儀器，並把它們剪開，造出一個寬闊的裂口。團隊把這過程重覆了9次，更造出了4個新裂口。縱然團隊不斷地嘗試損壞儀器，但仍然在損失很少電導率的情況下自我修補了傷口。

團隊又嘗試在一件T恤上造出不同的「傷痕」，再把其連接到一個LED燈和紐扣電池形成一個簡單的電路板。人員其後就把這個電路與布料切開。電路板很快就失去電力，但短短數秒内就能自動把切口連接，並重新恢復電力。

Photo from UCSD

這些微粒子成本非常低，而且可以發電。不過，它們的電化學性能惡劣，人員需在墨水中加入碳黑（carbon black）才能做出電池和感應器。人員亦需在特定磁場下造出印出墨，使微粒子能擔任異性粒子的角色，以異性相吸去修補裂口。

市面上現有的自我治療物料均需要達成特定外部條件去觸發修補過程。此外，這些物料亦需要數分鐘甚至數天的時間去完成修補。這個新型系統就完全不需要外部因素觸發修補過程，更只需要5毫秒就能完全修補。

論文作者之一的Amay Bandodkar表示是次研究是要發展一個以便宜、容易找到的物料為基礎的智能自我修補系統。團隊又指出，未來將用不同物料做出不同的墨以應用在一系列的儀器上。

有關論文現於學術期刊Science Advances刊登。

資料來源：University of California SanDiego