东方时讯网如果您是在电脑或手机上阅读这篇文章，部分要归功于二极管。二极管——通常是容易在一个方向上传导电流的刚性电子元件——用于各种关键的电子功能，从将交流电转换为直流电，将能量从机械能量转换为电能，再到用作支持数字显示的开关元件等等。随着技术的进步，机器人或医疗设备等电子设备变得越来越灵活，因此宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种可保持性能的全橡胶可拉伸二极管。
该团队在《科学进展》上发表了他们的研究结果。
“这个二极管全部由弹性橡胶材料制成——橡胶材料策略是关键，”通讯作者、工程科学与力学副教授、生物医学工程和材料科学与工程副教授DorothyQuiggle职业发展副教授CunjiangYu说。.他的团队此前开发了其他橡胶电子材料，例如晶体管。“通过创建橡胶二极管，我们丰富了我们的橡胶电子产品库，这样我们就可以更接近于完全用橡胶材料制造集成电路和系统。”
Yu表示，更灵活的设备可以表现得更像生物组织，从而实现更好的生物集成设备。一个例子可能是可以植入心脏的软贴片装置。
“心脏跳动会产生电信号，”他说。“使用橡胶二极管，设备可以将交流电转换为体内的直流电，这目前是不可能的。”
Yu说，为了在机械拉伸的同时实现这种电气性能，研究人员合理地考虑了器件架构、垂直结构和布局。除了有利于更灵活的医疗设备之外，该开发还对这些医疗设备中的电源管理系统产生了影响，使其成为可自我维持的系统。
“从收割机收集的能量在储存以供使用之前总是需要进行整流——这在许多新兴领域很重要，”Yu说。
Yu举了一个常见的发光运动鞋的例子，它包含一个压电能量收集器，可以将机械能——一步——转化为电能来点亮LED。整流电路将收集到的交流电转换为有用的直流电。
“研究人员和工业界正在使用传统的二极管，但他们想要一些可以拉伸的东西，就像我们在论文中报道的那样，”他说。“这种橡胶二极管开辟了许多可能性。”
Yu表示，下一步包括进一步优化二极管并将其集成到更复杂的系统中。
他说：“我们正在寻求改进二极管的架构和性能，即使在很大程度的机械拉伸或变形下也能实现不受干扰的操作。”“我们希望使用这些二极管来满足各种新兴应用(例如机器人和生物医学设备)中的关键设备需求。”