플렉서블 웨어러블 기기의 급속한 발전으로 전자피부는 인간-컴퓨터 상호작용 인터페이스의 중요한 소재가 되었으며 그 안전성이 매우 중요해지고 있습니다. 천연 실크 단백질과 칼슘 이온을 원료로 사용하여 Shanghai University of Science and Technology의 팀은 난연성이 우수한 투명하고 신축성이 있으며자가 치유 및 보안 수준이 높은 전도성 전자 피부 재료를 만들었습니다. 연구팀은 난연 메커니즘을 깊이 탐구하고 극한 조건에서 무선 신호를 통해 정보를 전달할 수 있는 조기 경보 시스템을 개발하여 새로운 이온 스킨을 추가로 설계하고 웨어러블 기기의 안전성을 향상시킬 수 있는 새로운 아이디어를 제공했습니다.

SFCIS 준비 및 발표

서로 다른 응용 시나리오의 요구 사항을 충족하기 위해 피브로인 칼슘 이온 전자 피부(SFCIS)를 준비하는 데 두 가지 다른 방법이 사용되었습니다. SFCIS는 투명성이 높습니다. 환경에서 SFCIS의 기계적 특성은 칼슘 이온의 함량을 조절하여 제어할 수 있으므로 SFCIS의 모듈러스는 생물학적 조직의 모듈러스와 유사하고 적용 성능이 더 강합니다. 한편, SFCIS는 신축성(연신율 최대 1200%)과 전기전도도(1.96ms·cm-1)가 좋아 웨어러블 기기의 니즈를 충족시킬 수 있다. 수증기 환경에서 SFCIS는 또한 우수한 자가 치유 성능을 보입니다.

SFCIS의 기계적 성질

칼슘 이온의 도입은 환경과 물질을 교환하고 물질에 결합된 물의 안정성을 유지할 수 있습니다. 한편으로, 결합된 물의 존재는 전자 피부 재료에 많은 수의 수소 결합을 제공하여 높은 인성과 자가 치유 능력을 갖게 합니다. 한편, 재료가 연소 환경에 노출되면 칼슘 킬레이트 수는 재료가 화염과 처음 접촉할 때 열을 흡수하고 기화하고 빠르게 팽창하여 내부 지하실을 보호할 수 있습니다. 따라서 이러한 종류의 전자 피부 재료는 난연성이 우수합니다.

SFCIS의 난연 메커니즘과 연소면의 SEM 다이어그램

연구팀은 TGA-MS(thermo-mass spectrometry) 특성화를 사용하여 서로 다른 연소 반응 단계에서 각 재료 구성 요소의 변화를 정확하게 분석하여 난연 공정에 탈수, 탄화층 확장, 다층 차폐 및 자유 라디칼 담금질이 포함된다는 가설을 세웠습니다. 제한산소지수 실험에서 SFCIS는 엔지니어링 플라스틱에 버금가는 난연 성능을 보여 연소 실험에서 재점화, 물방울 및 기타 XNUMX차 위험이 없어 화재 환경에서 재료의 안전성을 크게 보장합니다. .

실제로 팀은 연소 정도에 따른 SFCIS 전기 전도도의 변화를 기반으로 무선 화재 경고 시스템도 개발했습니다.

일반적으로 팀은 천연 실크 단백질을 기반으로 간단한 제조 방법으로 우수한 전기 전도도, 기계적 특성, 자기 치유 특성 및 이온 전도체 전자 피부 재료의 난연성을 가지고 있으며 이러한 유형의 연소 메커니즘 연구 재료는 새로운 유형의 인공 피부 디자인이 새로운 사고 방식을 제공하므로 실현 가능한 계획은 착용 가능한 안전 장비를 개선하는 데 중요한 계몽을 제공합니다.