什么是柔性电子技术?
简单说就是将柔性的电子元器件附着在柔性基底上所形成电路的技术。相对于传统硅电子,柔性电子所具有的可弯曲、折叠、扭曲、拉伸、变形且仍保持高效的光电性能和可靠性。
生活中处处可见电子产品,柔性电子也在慢慢融入大众。
一、柔性屏
2019年被称为柔性屏元年。早前三星可折叠式手机Galaxy Fold高调亮相,“一手掌握未来”不仅仅是对这款手机的定义,更是对柔性电子技术的肯定。前不久华为的首款折叠屏手机一经发布,便成了热议的焦点。华为也正筹备国内市场5G折叠手机MateX的开卖。
想象一下,你的手机与平板、电脑三合一,可折叠便携,甚至可以像画卷一样卷起来!
二、柔性电池
根据Markets and Markets发布的关于2020年全球柔性电池市场预测研究报告显示,到2020年,全球柔性电池市场预计将达6.17亿美元,2015年到2020年期间,柔性电池将以53.68%的复合年增长率增长。
电池作为消费电子产品必不可少的储能设备,实现柔性成为整个柔性电子领域的技术突破点。台湾辉能的锂陶瓷电池、美国Imprint Energy的锌聚合物电池是薄膜电池的代表,但其柔性和续航等性能还有待研究。目前包括辉能、Imprint Energy、三星、松下等在内的多家企业都积极布局柔性电池市场,期望在新材料或新能源的应用上,有望能够实现电池的真正柔性。
三、可穿戴设备
在生物医学领域,智能可穿戴设备可得到非常广泛的应用。柔性器件集成在可穿戴设备里,人们可以24小时使用,根据要求可以随时监测人体的心跳、脉搏、血压等各项身体指标。长时间的实时监测,对于疾病的诊断、预防和及时治疗意义重大。
伊利诺伊大学厄巴纳·香槟分校的教授约翰·罗杰斯(John Rogers)是这个领域的翘楚,他于2008年成立了MC10公司,利用柔性电路的制备方法将各种传感器制备在一个可以贴在皮肤上的超薄贴纸上,用于测量身体各项指标。目前MC10正与欧莱雅合作研制高灵敏度可穿戴的皮肤检测贴片。
四、电子皮肤
《无敌金刚》里,主人公因飞机事故失去了自己的肢体和一只眼睛,机缘巧合地装上了人造皮肤覆盖的机械肢体和用摄像头做成的眼睛,由此获得了非同寻常的速度和力量,开始他危险刺激的特工生涯。这些只在电影特效里出现的画面或许在不久的将来就会得以实现。
美国斯坦福大学教授鲍哲南证明可以用电子皮肤一样的电子材料来做电子器件。这种电子皮肤在柔性透明材料基体上加入一定电学特性,通过电信号传递出去,输入到相关电子设备中。
由此,我们可以猜想柔性电子器件还可以应用于制作人造器官。比如,人造眼其实就是一个柔性感光传感器的阵列,人造鼻就是一个非常精巧的气体传感器,而人造舌头则是一个能感觉出酸甜苦辣的液体传感器。通过应用不同材料,这些传感器甚至可以感受到人体器官感知不到的元素。