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柔性電子技術(shù)的美好藍(lán)圖

什么是柔性電子技術(shù)?

簡單說就是將柔性的電子元器件附著在柔性基底上所形成電路的技術(shù)。相對于傳統(tǒng)硅電子,柔性電子所具有的可彎曲、折疊、扭曲、拉伸、變形且仍保持高效的光電性能和可靠性。

生活中處處可見電子產(chǎn)品,柔性電子也在慢慢融入大眾。

一、柔性屏

2019年被稱為柔性屏元年。早前三星可折疊式手機(jī)Galaxy Fold高調(diào)亮相,“一手掌握未來”不僅僅是對這款手機(jī)的定義,更是對柔性電子技術(shù)的肯定。前不久華為的首款折疊屏手機(jī)一經(jīng)發(fā)布,便成了熱議的焦點。華為也正籌備國內(nèi)市場5G折疊手機(jī)MateX的開賣。

想象一下,你的手機(jī)與平板、電腦三合一,可折疊便攜,甚至可以像畫卷一樣卷起來!

二、柔性電池

根據(jù)Markets and Markets發(fā)布的關(guān)于2020年全球柔性電池市場預(yù)測研究報告顯示,到2020年,全球柔性電池市場預(yù)計將達(dá)6.17億美元,2015年到2020年期間,柔性電池將以53.68%的復(fù)合年增長率增長。

電池作為消費電子產(chǎn)品必不可少的儲能設(shè)備,實現(xiàn)柔性成為整個柔性電子領(lǐng)域的技術(shù)突破點。臺灣輝能的鋰陶瓷電池、美國Imprint Energy的鋅聚合物電池是薄膜電池的代表,但其柔性和續(xù)航等性能還有待研究。目前包括輝能、Imprint Energy、三星、松下等在內(nèi)的多家企業(yè)都積極布局柔性電池市場,期望在新材料或新能源的應(yīng)用上,有望能夠?qū)崿F(xiàn)電池的真正柔性。

三、可穿戴設(shè)備

在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,智能可穿戴設(shè)備可得到非常廣泛的應(yīng)用。柔性器件集成在可穿戴設(shè)備里,人們可以24小時使用,根據(jù)要求可以隨時監(jiān)測人體的心跳、脈搏、血壓等各項身體指標(biāo)。長時間的實時監(jiān)測,對于疾病的診斷、預(yù)防和及時治療意義重大。

伊利諾伊大學(xué)厄巴納·香檳分校的教授約翰·羅杰斯(John Rogers)是這個領(lǐng)域的翹楚,他于2008年成立了MC10公司,利用柔性電路的制備方法將各種傳感器制備在一個可以貼在皮膚上的超薄貼紙上,用于測量身體各項指標(biāo)。目前MC10正與歐萊雅合作研制高靈敏度可穿戴的皮膚檢測貼片。

四、電子皮膚

《無敵金剛》里,主人公因飛機(jī)事故失去了自己的肢體和一只眼睛,機(jī)緣巧合地裝上了人造皮膚覆蓋的機(jī)械肢體和用攝像頭做成的眼睛,由此獲得了非同尋常的速度和力量,開始他危險刺激的特工生涯。這些只在電影特效里出現(xiàn)的畫面或許在不久的將來就會得以實現(xiàn)。

美國斯坦福大學(xué)教授鮑哲南證明可以用電子皮膚一樣的電子材料來做電子器件。這種電子皮膚在柔性透明材料基體上加入一定電學(xué)特性,通過電信號傳遞出去,輸入到相關(guān)電子設(shè)備中。

由此,我們可以猜想柔性電子器件還可以應(yīng)用于制作人造器官。比如,人造眼其實就是一個柔性感光傳感器的陣列,人造鼻就是一個非常精巧的氣體傳感器,而人造舌頭則是一個能感覺出酸甜苦辣的液體傳感器。通過應(yīng)用不同材料,這些傳感器甚至可以感受到人體器官感知不到的元素。


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