前不久,華為首款折疊屏手機一經發(fā)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(fā)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(fā),到醫(yī)療、信息、能源、國防等多領域發(fā)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(xié)推出的“科學麻辣燙”沙龍活動聚焦柔性電子技術發(fā)展,邀請多位行業(yè)專家學者共話柔性電子將如何改變人類未來。
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?!?/span>
“以柔化剛”打造電子器件應用新形態(tài)?!叭嵝噪娮蛹夹g可以改變傳統(tǒng)信息器件、系統(tǒng)的剛性物理形態(tài),實現信息獲取、處理、傳輸、顯示以及能源的柔性化?!鼻迦A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(huán)境的高效共融,有助于構建“萬物皆互聯(lián)”的新時代。
清華大學柔性電子技術團隊已設計和大規(guī)模制備出價格低廉、且能夠監(jiān)測人體體溫和心電信息的柔性電子器件。它形似創(chuàng)可貼的膠片里鑲嵌可彎曲的監(jiān)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(jiān)局和歐盟CE認證。
諸如此類的柔性電子集成器件,融合了有機半導體和無機半導體技術的發(fā)展,使無機半導體器件具有可拉伸、可彎曲等變形特點,同時兼?zhèn)鋫鹘y(tǒng)無機集成器件和電路的高性能、高可靠性?!巴ㄟ^集成探測溫度、應變、加速度等傳感元件在柔性電子器件上,就好比‘人體聯(lián)網’,可實現對體征信息的獲??;未來,還需要突破可靠的制備工藝、動態(tài)耐受性等技術挑戰(zhàn)。”新加坡南洋理工大學材料科學與工程學院教授陳曉東說。
“采用柔性芯片技術可以設計出更加輕薄柔軟的電子感知系統(tǒng),它們能夠與機器人或人體更好貼合,對環(huán)境的感知也將變得更加靈敏?!比嵝噪娮优c智能技術全球研究中心柔性芯片技術研發(fā)團隊負責人王波表示,柔性芯片將持續(xù)對人工智能和醫(yī)療等領域產生深遠影響。
如今,柔性電子技術已成為世界范圍內電子技術領域的研究熱點?!鞍拇罄麃喌娜嵝噪娮蛹夹g研究主要集中在太陽能電池領域,利用柔性電子技術實現印刷,并打印成太陽能電池等產品?!卑拇罄麃喞ナ刻m大學教授、澳大利亞科學院院士保羅·伯恩認為,柔性電子技術的發(fā)展需要不同學科的人相互學習,求同存異,以促進更多合作、促成更多創(chuàng)新及研究成果。
就在本屆大會上,柔性電子與智能技術全球研究中心研發(fā)團隊還發(fā)布了兩款可任意卷曲彎折的超薄柔性芯片。兩款芯片厚度均小于25微米,不到一根頭發(fā)絲直徑的四分之一。
研發(fā)人員在現場演示了由兩款柔性芯片組成的柔性微系統(tǒng)功能。兩款柔性芯片分別是運放芯片和藍牙SoC芯片,其中運放芯片能夠對模擬信號進行放大處理,而藍牙SoC芯片則集成了處理器和藍牙無線通信功能。與傳統(tǒng)芯片相比,最新發(fā)布的柔性芯片不僅非常薄,而且柔韌度很好。拿在兩根手指之間,輕輕一捏,柔性芯片就會彎成弧形但不會損壞。
未來柔性傳感器還將占據5G時代發(fā)展的重要位置,“把設備做成可彎曲、可延展的狀態(tài),戴在身上、手臂上沒有任何感覺,并且可以呈現關于人體信息的所有數據,這是科學家對未來柔性傳感器更高的境界和追求”。