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柔性電子，不斷刷新你的認知

科普芯片小知識折疊柔性電子電子技術


柔性電子，不斷刷新你的認知



參觀者在第58屆柏林國際消費電子展上體驗柔性OLED電視 。 （新華社發）
在第二屆柔性電子國際學術大會上， 研發人員現場展示可任意卷曲彎折的超薄柔性芯片 。 周 燁攝
前不久， 華為首款折疊屏手機一經發布便成了人們熱議的焦點 。 四四方方、堅硬、不可扭轉的屏幕如何做到折疊？其實， 折疊屏只是柔性屏的一種， 是在柔性電子技術的積累上發展而來——無論在外形還是功能上都將不斷刷新人們的認知， 帶來全新體驗 。
生活中， 柔性電子可不只折疊屏 。 未來， 從手機、平板電腦、電視這些日用電子產品開發， 到醫療、信息、能源、國防等多領域發展， 柔性電子都將一展身手 。 在日前舉行的第二屆柔性電子國際學術大會期間， 由中國科協推出的“科學麻辣燙”沙龍活動聚焦柔性電子技術發展， 邀請多位行業專家學者共話柔性電子將如何改變人類未來 。
“以柔化剛”助力萬物互聯
“人機交互”是一個有魔力的詞語， 它生動詮釋了從人類適應計算機到計算機不斷適應人類的發展過程 。 目前， 科學家們正試圖以柔性電子器件為媒介， 建立人與外界之間的信息傳輸系統 。
而柔性電子概念的提出， 可追溯到對有機電子學的研究， 大約起步于上世紀80年代， 人們試圖用有機半導體替代硅等無機半導體， 從而使有機電子器件具備柔性特點 。
2006年， 科學界首次提出了可延展無機柔性電子的概念， 并實現在脆性硅薄膜不改變其電子學性能的情況下具有柔性和延展性 。 隨后又衍生出一些優化的結構設計， 使得電子器件的機械性能更加優良， 可以承受拉伸、扭轉、彎曲等復雜變形 。
針對目前市場上種類繁多的折疊屏手機產品， 清華大學材料學院副院長沈洋認為， 屏幕對折主要得益于顯示材料的柔性化 。 但折疊屏手機還不夠“柔”， 因為每部手機中都有幾百個關鍵電子元器件， 這些器件依然是硬質的 。 “未來， 如果這些電子元器件的柔性化程度足夠高， 手機不僅能對折， 還能卷曲甚至完全折疊 。 ”
“以柔化剛”打造電子器件應用新形態 。 “柔性電子技術可以改變傳統信息器件、系統的剛性物理形態， 實現信息獲取、處理、傳輸、顯示以及能源的柔性化 。 ”清華大學柔性電子技術研究中心主任馮雪表示， 柔性電子將推動信息與人、物體、環境的高效共融， 有助于構建“萬物皆互聯”的新時代 。
馮雪告訴采訪人員， 柔性電子技術已在生物醫療領域開展了非常重要的應用， 包括無創血糖測量、光電血氧傳感器、坐骨神經電信號采集、類皮膚柔性變形傳感器、碳納米纖維泡沫柔性壓力傳感器、類皮膚柔性壓力傳感器等系列柔性醫療電子產品， 等等 。
電子“創可貼”不是夢
科幻電影里， 時常出現給人體植入芯片， 從而達到操控人體行為的橋段 。 而如果將芯片像創可貼一樣貼在皮膚上， 不對人體造成傷害， 你會接受嗎？柔性電子技術的發展將這一大膽想法照進現實——沒有傷口， 就能應用于醫療感知并獲取大量身體信號和數據 。
“比如對糖尿病人來說， 血糖監測是治療中的一個重要環節， 但傳統方法是扎手指， 每天都要扎好幾次 。 而我們可以利用柔性電子技術， 只要貼在皮膚表面就能驅動血管之間的葡萄糖流動并開展監測 。 ”馮雪說 。
馮雪介紹， 清華大學柔性電子技術團隊已設計和大規模制備出價格低廉、且能夠監測人體體溫和心電信息的柔性電子器件 。 它形似創可貼的膠片里鑲嵌可彎曲的監測芯片， 貼附在人體表面， 可將生理指標無線上傳至手機應用或云端， 讓使用者快捷方便了解身體信息， 并可以反復使用， 目前已通過國家藥監局和歐盟CE認證 。

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