im体育_柔性电子:当之无愧的新材料产业“魁首

2021-07-04 03:00

  当今这个时代,科技的日新月异,推动着一个又一个行业进行着深度变革和创新突破。从科技巨头到创业公司,无不一次又一次调整公司发展战略;从航空航天到传统制造,无不一次又一次尝试技术攻关。但有想法、有变革、有创新并不是什么难办的事情,难办的是限制技术突破的材料,材料是技术的支撑、是设备的关键、是局限科技进步的最大阻碍。

  于是,国内外多少企业深度挖掘新型材料,如科恒股份、中科新材、豫金刚石、飞凯新材、鲁阳节能、东方雨虹、天赐新材、康得新、东阳光科、国瓷材料;又有多少高新创业公司企图在新材料领域站稳脚跟,如墨西科技、通产丽屋、佩尔科技、易尔泰等。他们在稀土功能材料、功能膜材料、新兴动力电池材料、柔性玻璃、液态金属、石墨烯、超导材料、碳纤维、可降解生物材料、内嵌富勒烯、碳纳米管、高性能钢铁材料等,才有了如今新材料行业的百花齐放,也使得新材料的功能日新月异。

  随着新材料的逐步发展和技术突破,可穿戴电子设备如智能手表、智能腕带、智能眼睛、智能手环等层出不穷,柔性电子材料这个词接连不断的出现在我们的视野中,引起了行业界的广泛关注。但就算可穿戴设备的材质如何柔软如何舒服,似乎也无法带给人们最好的使用体验,也使得更贴合人类肢体结构的柔性电子材料成了众多新材料公司、高校及科研机构追捧的焦点,更引发了越来越多科研工作者的浓厚兴趣。

  如何开发具有简易制造流程、低成本、轻便可弯曲等特性的新型柔性电子材料和器件,就成了能够有效弥补传统刚性微电子器件的局限性的关键,更是促进现代电子产品功能和体验多样化发展的关键。

  鉴于柔性电子材料的大有可为的发展前景,以美国的FDCASU计划、日本的TRADIM计划、欧盟的第七框架计划中PolyApply和SHIFT计划为代表的针对柔性电子的重大研究计划纷纷出台。据了解,仅欧盟第七框架计划针对柔性电子产品投入的研发经费就高达数十亿欧元,该计划以柔性显示器、聚合物电子材料、柔性电子器件批量化制造等方面的基础研究为重点支持领域。

  在近10年间,由于政策支持和产业发展需求,柔性电子技术吸引着国内外研究人员的高度关注与重视。国内外知名高校先后建立了专门的柔性电子技术研究机构,逐步开展了柔性电子材料、柔性电子器件与制造加工工艺技术等方面的研究。

  国外方面,如康奈尔大学、普林斯顿大学、哈佛大学、西北大学、剑桥大学等成立的柔性电子材料研发中心、地方国家实验室和技术联盟等专门研发机构,如美国空军柔性技术研究实验室、柔性技术联盟(FlexTech Alliance)等,并进行着柔性材料、器件和工艺等不同方面的研究,并取得了较为显著的进展。

  国内方面,中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院化学研究所、中国科学技术大学、华南理工大学、清华大学、im体育西安电子科技大学、天津大学、浙江大学、武汉大学、复旦大学、南京邮电大学、上海大学等国内知名高校也在有机光电高分子材料和器件、发光与显示、太阳能电池、场效应管、柔性电子表征和制备、平板显示技术、半导体器件和微图案加工等方面进行了颇有成效的研究。比如,在柔性显示、柔性电源、柔性电子器件及柔性材料等方面取得世界领先研究成果的浙江清华柔性电子技术研究院、在RFID封装和卷到卷制造研究成果比较突出的华中科技大学、在静电纺丝研究成果比较突出的厦门大学等。其中,浙江清华柔性电子技术研究院于2018年7月16至17日在杭州还举办了首届柔性电子国际学术大会,本次大会也为全球产业界、企业界提供了一个了解柔性电子领域前瞻技术进展的重要平台。

  伴随着柔性电子技术的发展,各种柔性电子产品如雨后春笋般应运而生,应用领域也在逐步延伸。如果觉得柔性电子就是柔性可穿戴,那就错的太离谱了。你不知道的应用领域还有这些。

  虽然手机和平板电脑已经能够很大程度上满足用户的使用需求,但其显示屏却不能弯曲或折叠,使得人们只能在屏幕这一小范围内阅览文字或视频,这将使人们的视觉效果受到极大的制约。而运用柔性电子技术研发出来的柔性电子显示器,不仅可以像看报纸的时候一样,能够反复弯曲或折叠,而且能够极大满足人们视觉效果,还具有携带方便的便利。

  传统的锂离子电池、超级电容器等储能产品是刚性的,在弯曲、折叠时,容易造成电极材料和集流体分离,影响电化学性能,甚至导致短路,发生严重的安全问题,使得柔性储能器件成为了近几年的研究热点。柔性储能器件以其独特的柔性、延展性等特点,已成功应用于柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴等领域得以应用,未来必将在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。

  产品的全生命周期管理已是当前制造型服务重点支持的领域,使得具有无需人工接触即可完成信息输入和处理、操作快捷方便等特点的射频识别技术在生产、物流、交通、医疗、食品、防伪等领域得以广泛运用。电子标签因其具有使用方便、体积小、轻薄、可嵌入产品内等特点,被广泛应用于射频识别系统中。

  柔性电子技术最期望的重要应用应该是皮肤状电子,也就是电子皮肤啦。也就是将各种电子元器件集成在像皮肤一样具有很高的柔韧性和弹性的柔性基板之上而成的电路板,该电路板形如皮肤,可以用于在机器人技术中,这样可以使机器人类人化的柔性皮肤,也可以使机器人做各种高难度动作,还能够使机器人能敏锐地感觉到外界环境的变化,对环境变化作出相应反应。

  未来,随着柔性电子材料研究的不断深入,柔性电子产品必将刷新我们的三观、冲击着我们的视界、更新着我们的体验。

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