近日,麻省理工学院材料科学与工程系的研究团队取得了一项突破性进展,他们成功研发出一种超薄电子“皮肤”技术。这项技术的诞生,预示着可穿戴设备、柔性电子以及紧凑型红外成像装置等领域将迎来全新的发展机遇。
研究人员利用这一先进技术,打造出厚度仅为10纳米的热电薄膜。这种薄膜对远红外光谱中的热量和辐射表现出极高的敏感性,其在夜视眼镜和自动驾驶感知系统的应用前景令人瞩目。一张展示该技术的图片显示,这种薄膜在显微镜下呈现出细腻的纹理,预示着其卓越的性能。
技术的核心在于一种名为PMN-PT的热释电材料。这种材料对温度变化极为敏感,能够迅速响应并产生电流。值得注意的是,PMN-PT材料可以直接在单晶基底上生长,且无需中间层辅助即可轻松剥离。这一特性主要得益于其独特的化学结构,其中铅原子的有序排列使得材料具有出色的电子亲和力,有效阻止了载流子与其他材料的结合。
基于这一发现,MIT团队进一步研发了一个由100个超薄热敏像素组成的阵列。每个像素的面积约为60平方微米,它们对远红外光谱的变化展现出高度的敏感性。实验结果表明,这种超薄热释电薄膜的性能甚至超越了现有的夜视设备,为小型、轻便的红外成像装置提供了可能。
这种超薄电子“皮肤”技术的应用领域广泛。在夜视领域,它能够显著提升夜视眼镜的轻便性和灵敏度,为夜间作战和监控提供有力支持。在自动驾驶领域,该技术有望增强汽车在雾天、夜晚等低可见度条件下的视觉感知能力,提高行车安全。在环境监测领域,它还可以作为气体传感器进行实时监测,为环境保护提供有力保障。
同时,这项技术在医疗健康监测领域也展现出巨大的潜力。通过集成到可穿戴设备中,它可以实时监测人体的生理指标,为疾病的早期发现和治疗提供重要依据。该技术还有望应用于柔性显示屏等领域,为电子产品带来全新的形态和体验。