Gyda datblygiad cyflym dyfeisiau gwisgadwy hyblyg, mae croen electronig yn dod yn ddeunydd pwysig ar gyfer rhyngwyneb rhyngweithio dynol-cyfrifiadur, ac mae ei ddiogelwch yn dod yn bwysig iawn. Gan ddefnyddio protein sidan naturiol ac ïonau calsiwm fel deunyddiau crai, mae tîm o Brifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Shanghai wedi gwneud deunydd croen electronig dargludol tryloyw, ymestynadwy, hunan-iachau a hynod ddiogel gydag eiddo gwrth-fflam da. Archwiliodd y tîm ymchwil ei fecanwaith gwrth-fflam yn ddwfn a datblygodd system rhybudd cynnar a all drosglwyddo gwybodaeth trwy signalau diwifr o dan amodau eithafol, gan ddarparu syniad newydd ar gyfer dylunio croen ïonig newydd ymhellach a gwella diogelwch dyfeisiau gwisgadwy.

Paratoi a chyflwyno SFCIS

Defnyddiwyd dau ddull gwahanol i baratoi croen electronig ïon calsiwm fibroin (SFCIS) i fodloni gofynion gwahanol senarios cais. Mae gan SFCIS dryloywder uchel. Gellir rheoli priodweddau mecanyddol SFCIS yn yr amgylchedd trwy reoleiddio cynnwys ïonau calsiwm, fel bod modwlws SFCIS yn debyg i fodwlws meinweoedd biolegol ac mae ei berfformiad cymhwysiad yn gryfach. Yn y cyfamser, mae gan SFCIS y gallu i ymestyn da (cyfradd ymestyn hyd at 1200%) a dargludedd trydanol (1.96ms · cm-1), a all ddiwallu anghenion dyfeisiau gwisgadwy. Yn yr amgylchedd anwedd dŵr, mae gan SFCIS hefyd berfformiad hunan-iachau da.

Priodweddau mecanyddol SFCIS

Gall cyflwyno ïonau calsiwm gyfnewid deunyddiau gyda'r amgylchedd a chynnal sefydlogrwydd y dŵr cyfun yn y deunyddiau. Ar y naill law, mae bodolaeth dŵr wedi'i fondio yn darparu nifer fawr o fondiau hydrogen ar gyfer y deunydd croen electronig, sy'n golygu bod ganddo galedwch uchel a gallu hunan-iacháu. Ar y llaw arall, pan fydd y deunydd yn agored i'r amgylchedd hylosgi, gall dŵr chelating calsiwm wneud i'r deunydd amsugno gwres ac anweddu ar y tro cyntaf o gysylltiad â'r fflam, ac ehangu'n gyflym, gan ffurfio amddiffyniad ar gyfer yr islawr mewnol. Felly mae gan y math hwn o ddeunydd croen electronig eiddo gwrth-fflam da.

Mecanwaith gwrth-fflam SFCIS a diagram SEM o arwyneb hylosgi

Defnyddiodd y tîm nodweddu sbectrometreg thermo-màs (TGA-MS) i ddadansoddi'n gywir y newidiadau ym mhob cydran ddeunydd mewn gwahanol gamau adwaith hylosgi, ac felly rhagdybiwyd bod y broses gwrth-fflam yn cynnwys dadhydradu, ehangu haen carboni, cysgodi amlhaenog a diffodd radical rhydd. Yn yr arbrawf o gyfyngu ar y prawf mynegai ocsigen, mae SFCIS yn dangos perfformiad gwrth-fflam sy'n debyg i berfformiad plastigau peirianneg, ac ni fydd unrhyw adfywiad, defnyn a pheryglon eilaidd eraill yn yr arbrawf hylosgi, sy'n gwarantu diogelwch y deunydd yn yr amgylchedd tân yn fawr. .

Yn ymarferol, datblygodd y tîm hefyd system rhybuddio tân diwifr yn seiliedig ar newid dargludedd trydanol SFCIS gyda'r graddau hylosgi.

Yn gyffredinol, mae'r tîm yn seiliedig ar brotein sidan naturiol, mae gan y dull o ddefnyddio parod syml ddargludedd trydanol da, priodweddau mecanyddol, eiddo hunan-iachau ac arafu fflamau deunydd croen electronig dargludydd ïon, mae'r math hwn o ddeunydd ar gyfer mecanwaith hylosgi ymchwil yn darparu a cynllun dichonadwy, hefyd gan fod math newydd o ddyluniad croen artiffisial yn darparu trên meddwl newydd, i wella offer diogelwch gwisgadwy sydd â'r goleuedigaeth bwysig.