科技日報(bào)記者 張佳星

讓書包曬曬太陽，它就能給手機(jī)充電。在日前召開的香山科學(xué)會議第739次學(xué)術(shù)討論會上，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員李永舫展示了一種太陽能書包，書包上最容易曬到太陽的部分是一片像布料一樣柔軟的太陽能電池，“輕、薄、柔是有機(jī)光伏最突出的優(yōu)點(diǎn)。”

(資料圖)

“我們研制的柔性晶體薄膜可以用于傳感探測，比如‘貼’著心臟一起跳動，解決現(xiàn)在心電監(jiān)測無法實(shí)時、難以有效預(yù)防心梗的問題。”天津大學(xué)理學(xué)院教授胡文平說，可穿戴、可拉伸的心電監(jiān)測設(shè)備，在游泳時也可以帶。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員劉云圻解釋，柔性電子學(xué)是未來電子學(xué)的發(fā)展方向之一，柔性實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線有很多，比如剛性物質(zhì)足夠薄就能展示柔性。其中可拉伸特性最好的是本征柔性，即材料本身就具有柔性。

折疊屏是剛剛開始

折疊屏手機(jī)近年來漸漸普及，折疊、打開，屏幕在折痕處瞬間融合。

專家介紹，柔性電子材料與器件是近年來涌現(xiàn)的一項(xiàng)新的變革性技術(shù)，是將電子材料與器件沉積在柔性基板上，從而賦予傳統(tǒng)電子材料與器件所沒有的可印刷、可折疊、可拉伸等新穎特性。

除了目前最先發(fā)展起來的柔性顯示領(lǐng)域，柔性電子還可以利用到各個行業(yè)。

“不僅柔軟，還可印刷。”中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員郭云龍說，歐美日韓等發(fā)達(dá)國家對柔性電子的前景已經(jīng)達(dá)成共識，紛紛開展針對柔性電子的重大研究計(jì)劃，設(shè)立研究中心或技術(shù)聯(lián)盟，支持基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，拓展柔性電子在通信、能源、信息顯示與照明、智能電子標(biāo)簽、傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用。

柔軟是用戶對于柔性電子的最大感受，但對于生產(chǎn)者來說，其可印刷的特性將可能帶來顛覆性變革。一旦能夠?qū)崿F(xiàn)以全印刷的方式制備柔性有機(jī)電路，不僅工序會大幅度減少、成本也會大幅度降低，還能徹底解決高能耗、高污染問題。

胡文平介紹，在國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的支持下，目前全部“有機(jī)化”的顯示屏已經(jīng)研制出來。“我們用有機(jī)晶體管驅(qū)動了有機(jī)顯示屏的成像，盡管還不那么漂亮，但已經(jīng)把所有的環(huán)節(jié)都以印刷的方式打通了。”胡文平說，接下來要進(jìn)一步完善，向產(chǎn)業(yè)化落地方向發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)化“長征”中不斷涌現(xiàn)新業(yè)態(tài)

“近年來，我國在本征柔性電子學(xué)前沿研究方面取得了一系列優(yōu)秀成果。”劉云圻介紹，我國在高分子半導(dǎo)體材料遷移率方面與世界先進(jìn)水平相當(dāng)，超過了無定型硅，基本滿足了應(yīng)用需求，但在加工技術(shù)、電路系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)化工作方面仍有很多亟待突破的挑戰(zhàn)。

得益于產(chǎn)學(xué)研一體化的緊密合作，柔性電子產(chǎn)業(yè)化的“長征”路上正在不斷涌現(xiàn)新業(yè)態(tài)。會上，來自不同課題組的專家展示了新奇的研發(fā)成果。北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授裴堅(jiān)帶來一卷透光好、韌性好的薄膜。“它既可以做襯底、也可以做手機(jī)蓋板，將它附在折疊屏上可大大提高屏幕使用壽命。”裴堅(jiān)解釋，“具有納米石墨烯微結(jié)構(gòu)的多環(huán)芳烴有著獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)及光電性能，是非常好的柔性電子材料，我們通過對它進(jìn)行不斷的修飾、改良，滿足產(chǎn)業(yè)化的需求。”

中國科學(xué)院力學(xué)研究所研究員蘇業(yè)旺帶來的柔性電子應(yīng)用讓人有“腦洞大開”的感覺。“我們設(shè)計(jì)并制備了一種可拉伸電子面膜，將各種傳感器和執(zhí)行器集成在一片可充電的面膜上。”蘇業(yè)旺介紹，通過電子器件形成的力、熱、電和超聲等條件，將幫助面膜有效成分更高效地被皮膚吸收。

“有機(jī)半導(dǎo)體是與生命體結(jié)構(gòu)最相似的、最適合模擬生命體感受的功能材料體系。”中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室研究員狄重安表示，近五年來，一種新的研究方向快速興起，衍生出了一系列仿生突觸功能，可根據(jù)外界環(huán)境變化動態(tài)調(diào)節(jié)自身電信號輸出，讓感知器件有了“觸覺”。

當(dāng)剛硬、易碎的電子器件學(xué)會“瑜伽”，很多想不到也能做得到。劉云圻表示，具備結(jié)構(gòu)可調(diào)、材料質(zhì)輕、可大面積加工、超柔等特性的新一代功能材料體系的建立，將帶動信息、能源、生命健康領(lǐng)域的眾多新業(yè)態(tài)形成，成為新的經(jīng)濟(jì)增長引擎。

關(guān)鍵詞： 電子產(chǎn)品