柔性電（diàn）子，不斷刷新（xīn）你的認知

      提要： 前不久，華為首款折疊屏手機一經發布便成了人們熱議的（de）焦（jiāo）點。四四方方、堅硬、不可扭轉的（de）屏幕如何做到（dào）折（shé）疊？其實，折疊屏隻是柔性屏的一種，是在柔性電子技術（shù）的積累上發展而（ér）來——無論在外形還是功能上都將（jiāng）不斷刷新人們的（de）認知，帶來全新體驗。

前不久，華為首（shǒu）款折疊屏手（shǒu）機一經發布便成了（le）人們熱議的焦點。四四方方、堅硬、不可（kě）扭轉的屏幕如何做到折疊？其實，折疊（dié）屏隻是柔性屏的一種，是在柔性電子（zǐ）技術的積累上發展而來——無（wú）論在外形還是功能上都將不斷（duàn）刷新人（rén）們的（de）認知（zhī），帶來全新體（tǐ）驗。

生活中，柔性電子可不隻（zhī）折疊屏。未來，從手機、平板電腦、電（diàn）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（là）燙”沙龍活（huó）動聚（jù）焦（jiāo）柔性電子技術發展，邀請多位（wèi）行業專家學者（zhě）共話柔性電子（zǐ）將如何（hé）改變人類未來。

“以（yǐ）柔化剛”助力萬物互（hù）聯

“人（rén）機交互”是一個有魔力的詞語，它生動（dòng）詮釋了從人類適應（yīng）計算機到計算機不斷適應人類的發展（zhǎn）過程。目前（qián），科（kē）學家們正試圖以（yǐ）柔性電子器件（jiàn）為媒介，建立人與外界（jiè）之間的信息傳輸係統。

而（ér）柔性電子概念的提出，可追溯到對有機電子學的研究，大約起步於上世紀80年代，人（rén）們試圖用有機半導（dǎo）體（tǐ）替代矽（guī）等無機（jī）半導（dǎo）體，從而（ér）使有機電子器件具備（bèi）柔性特點。

2006年，科（kē）學界首次提出（chū）了可延展無機柔性電子的概（gài）念（niàn），並實（shí）現在脆性矽薄（báo）膜不改變其電子學性能的情況下具有柔性和延展性。隨（suí）後又衍生出一些優（yōu）化的結構設計，使得電子器（qì）件的機械性能更加優良，可（kě）以承受拉伸、扭（niǔ）轉、彎曲等複雜變形。

針（zhēn）對目前市（shì）場上種類繁多的折疊屏手機產品，清華大學材料學院副（fù）院長沈洋認為，屏幕對折主要得益於（yú）顯示材料（liào）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（jiàn）電子元（yuán）器件，這些器件依然是硬質的。“未來，如果這些電子元器件（jiàn）的柔性（xìng）化程度足夠高，手機不僅能對折，還（hái）能（néng）卷曲甚至完全折（shé）疊。”

“以柔（róu）化剛”打造電（diàn）子器件應用新形（xíng）態。“柔性電子技術可以改變傳統信息器（qì）件、係統的剛性物理形態，實現信息獲取、處（chù）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（xīn）主任（rèn）馮雪表示，柔性電子將（jiāng）推動信息與（yǔ）人、物體、環境的高效共融，有助於構建“萬物皆互聯”的新時代。

馮雪告訴記者，柔性電（diàn）子技術已在生物醫（yī）療領域開展了非常（cháng）重（chóng）要的應（yīng）用，包括無創血糖測（cè）量、光電（diàn）血氧傳感（gǎn）器、坐骨神經電信（xìn）號采集、類皮膚柔性變（biàn）形傳感器、碳納米纖維（wéi）泡沫柔性壓力傳感器、類（lèi）皮膚柔（róu）性壓力傳感器等係列柔性醫療電子產品，等等。

電子“創可貼”不是夢

科幻電影裏，時常出現給人體植入芯片，從而達（dá）到操控人體行為的橋段（duàn）。而如（rú）果將芯片像創可貼一樣貼（tiē）在皮膚上，不（bú）對人體造成傷害，你會接受嗎？柔性電子技術的發展（zhǎn）將這一大膽想法照進現實——沒有傷口，就能應用於醫療感知並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（shì）治療中的一（yī）個重要環節（jiē），但傳統方法（fǎ）是紮手指，每天都（dōu）要紮好幾次。而91香蕉在线视频可以利用柔性電子技術，隻要貼（tiē）在皮膚表麵就能驅動血管之間的葡萄糖流動並開展監測。”馮雪說。

馮雪（xuě）介紹，清華大學柔性電子技術團隊已設計和大規模製備出價格低廉、且能夠監測人體體溫和心電信息的（de）柔性電子器件。它（tā）形似創可貼的膠片裏（lǐ）鑲嵌（qiàn）可彎曲的監測芯片，貼附在人體表麵，可將生理指標無線上傳至手機應用或雲端，讓使用者快捷方便（biàn）了解身體信息，並可以反複使用，目前已通過國家藥監局和歐盟CE認證。

諸如此類的柔性電子（zǐ）集（jí）成器件，融合了有（yǒu）機半導體（tǐ）和無機半導體技術的發展，使無機半導體器件具有可拉伸、可彎（wān）曲等變形特點，同（tóng）時兼備傳統無機集成器（qì）件和電路的高性能（néng）、高可靠性。“通過集成探測溫度、應變、加速度等傳（chuán）感元件在柔性電子器件上，就好比‘人體聯網’，可實現對體征（zhēng）信息的獲取（qǔ）；未來，還需要突破可靠（kào）的製備工（gōng）藝、動態耐受性（xìng）等技術挑戰。”新加坡（pō）南（nán）洋理工大學材料科學與工程學院教授陳（chén）曉東說。

“這種新型電子（zǐ）器件（jiàn）的剛度比人體（tǐ）組織要小很（hěn）多（duō），因此貼附到人體（tǐ）組（zǔ）織上（shàng）後，不會造（zào）成（chéng）人體的不適感。”北京航（háng）空航天大學固體力學研究所副教授李宇航指出，可延（yán）展性能正是柔性電子獨到的力學特性，由於人（rén）體器（qì）官組（zǔ）織的表麵形貌異常複雜，如果器件（jiàn）不具有可（kě）延展性，是無法（fǎ）貼附在柔軟組織上的（de），而這一點傳統導線並不具備。

據聯合國統計，到本世紀中期，中（zhōng）國將有近5億人口超（chāo）過60歲（suì）。對（duì）於人體健康的關切，成為未（wèi）來社會需求的重要（yào）方向。特別是（shì）針對（duì）老年人慢性疾病和嬰（yīng）幼兒體征的實時監測，成（chéng）為這種新型醫療器件的重（chóng）要應用方向。

測量血壓、血糖的“創可貼”，檢測生理指標的衣服、可以監測尿液的紙尿褲、人工肌肉……這些智能化可穿戴設（shè）備的製造都將通過柔性電子技術實現。人們還可以通（tōng）過遠程（chéng）醫療的方式開展身體健康監測（cè），降低醫療成本，普（pǔ）惠大（dà）眾。

“采用柔性芯片技術（shù）可以設（shè）計出更加輕薄柔軟的電子感知係統，它們能夠與機器人或人體更好貼合，對環境的感（gǎn）知也將變得更加靈敏。”柔性電子與（yǔ）智能（néng）技術全球研究中心柔性芯片技術研發團隊負（fù）責人王波表示（shì），柔性芯片將持續對（duì）人工智能和醫療等領域產生深遠影響。

集聚多學科（kē）智慧協（xié）力攻堅

如今，柔性（xìng）電子技術已成為世界範（fàn）圍內電（diàn）子技術領域的研究（jiū）熱點（diǎn）。“澳大（dà）利亞的柔性電子技術研究主要集中在太陽能電池領域，利用柔性電子技術（shù）實現印刷，並打印成太陽能電池等產品。”澳大（dà）利亞昆士蘭大學教授、澳大利亞科學院（yuàn）院士保羅·伯恩認為，柔性電子技術的發展需要不同學科的人相互學習，求同存異，以促進更（gèng）多合作、促成更多創新及研究成果。

就在本屆大會上，柔性（xìng）電（diàn）子與智能（néng）技術全球研究中心研（yán）發團隊還發布了兩款可任（rèn）意卷曲彎折的超薄柔性（xìng）芯片。兩款芯片厚度均小於25微米（mǐ），不到（dào）一根頭發絲直徑的四分之一。

研發人員在現（xiàn）場演示（shì）了由兩款柔（róu）性芯片組成的柔性微係統（tǒng）功能（néng）。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（háng）放（fàng）大處（chù）理，而（ér）藍牙SoC芯片則（zé）集成了處理器和藍牙無線通信功能。與（yǔ）傳統芯片（piàn）相比，最新發布的柔性芯片不僅非常薄，而且柔韌度很（hěn）好。拿在兩根手指之間，輕輕一捏，柔性芯片就會彎成弧形但（dàn）不會損壞（huài）。

不過馮（féng）雪指出，柔性（xìng）電子（zǐ）技術發展目前還處於起步階段，其最大的（de）特點是多學（xué）科交叉，將不同行業、不同學科（kē）的人吸引（yǐn）在一起，通過彼此碰（pèng）撞以提供不同思路及問題（tí）解決方案。

在陳曉東看來，未來柔性傳感器還將占（zhàn）據5G時代（dài）發展的重要位置，“把設備做成可彎曲、可延展的狀態，戴在身上、手（shǒu）臂上（shàng）沒有任何感覺（jiào），並且可以呈現關於人（rén）體信（xìn）息的（de）所有數據，這是科學家對未來柔性傳（chuán）感器更高的境界（jiè）和追求”。

對（duì）此，柔性電子技術協同創新（xīn）中心與清華大學柔性（xìng）電子技術研究中心共同發起成（chéng）立Flex.net學術（shù）聯盟。該聯盟整合了各方優勢資源和創新力（lì）量，下（xià）一步將（jiāng）通過共建、共享、共用，構建柔性電子技術產學研生態（tài）係（xì）統，大力推進柔性電子技術從實驗室走向（xiàng）產（chǎn）業（yè）化。

內（nèi）容轉載自 中華液晶網（wǎng）