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柔性电子在“颠覆”生活

来源：扬子晚报

我们离不开电子产品。有没有谁想过，人有一天会和机器融合在一起呢？想象一下:你的手机不再被你拿在手上，而是可以贴在皮肤表面，甚至是植入你体内的设备；你的衣服也是一块柔软的显示屏，上面滚动播放着你喜欢的图片……这些今后都不会只是电影场景，而随着柔性电子材料的广泛运用，目前，科学家们正试图以柔性电子器件为媒介，建立人与外界之间的信息传输系统。在2019江苏互联网大会数字江苏高峰论坛上，教育部长江学者特聘教授王建浦带来了《“柔性电子+”与未来产业》的主题演讲。扬子晚报/紫牛新闻记者于丹丹

便携手机如画卷一般卷起

从某种意义上，现在的手机已成为我们人类新“进化”出来的器官。随着功能越来越多，人们对于手机的追求就是“屏幕大”和“便携”。设想一下，如果手机、平板、电脑三合一，可根据使用需要，自由变大或变小，是不是很方便？而2019年被认为是柔性屏元年，前不久，华为首款折叠屏手机一经发布，便成了人们热议的焦点。最新消息是，华为已经做好了10月份在国内市场开卖5G折叠手机MateX的准备。折叠手机大热，也让“柔性电子”走进大众的视野。

记者了解到，在折叠屏手机领域，华为不是第一个“吃螃蟹”的。早前，三星可折叠式手机Galaxy Fold就已高调亮相，“一手掌握未来”，这是三星官方对于这款手机的定义。王建浦教授告诉记者，未来，手机不仅仅可以折叠，还可以像画卷一样卷起来。

环保 “未来布料”结合光伏

柔性一词在太阳能充电板领域其实已经不是新鲜概念了，“未来的布料”这种硬核的结合早已在光伏可穿戴设备上实现，有一种太阳能充电外套，在背部缝上7到10块不等的太阳能电池板，穿着者在阳光下就可以为手机平板等电子设备充电。

未来柔性太阳能电池板也将无处不在，小到穿戴衣物背包和电子产品，大到汽车，游艇，建筑，飞机，只要有光的地方，都有太阳能电池板的身影，不仅走在技术的前沿，更是走在环保的路上。

炫酷你的包也是操作屏

未来，柔性电子将变得无处不在，甚至你家里的柱子、你的汽车、酒店的沙发与玻璃、甚至你的衣服也可以放上屏幕。你一定还记得前不久奢侈品牌路易威登技惊四座的跨界演出吧！路易威登带着柔性屏手袋在美国纽约举办的2020年早春女士时装秀中首秀，这种“未来的布料”让人们看到科技与时尚的结合。值得一提的是，这次LV新款包包的柔性屏供应商是一家国内的公司——深圳柔宇科技公司，据说柔宇还为LV提供了新型柔性传感器和相关解决方案，也就是说，LV包包上的柔性屏不仅能够显示，还可进行触控操作。

“人机交互”的背后:柔性电子大施魔法

虽然今年被认为是柔性屏元年，但折叠屏只是柔性电子技术应用的一部分。柔性电子应用领域非常广泛，特别是对于可穿戴设备来说，柔性电子技术的发展大大改善了用户的佩戴体验，更加适应人体的自由运动。

像创可贴一样贴在皮肤上

“人机交互”是一个有魔力的词语，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展过程。而如何又快又好地与人体进行信息沟通和互换？科学家们正试图以柔性电子器件为媒介，建立人与外界之间的信息传输系统。

“对我们行业来说，更关注的是它如何改变我们的未来。”王建浦说，目前在医疗上，柔性材料已经崭露头角，把一块“创可贴”直接贴附于人体组织，实现对人体体征信息的实时监测，并实时传输到外界终端并显示给使用者。特别是针对老年人慢性疾病和婴幼儿体征的实时监测，成为这种新型医疗器件的重要应用方向。“中国已经逐步进入老龄化社会，越来越多的‘空巢老人’出现，如果能够使用这样的设备，亲人或者社区护工，就能及时获知老人的健康状况。”

另外，对糖尿病人来说，血糖监测是治疗中的一个重要环节，但传统方法是扎手指，每天都要扎好几次。而现在国内的科研单位已经开发出利用柔性电子技术，只要将如创可贴一样的设备贴在皮肤表面，就能驱动血管之间的葡萄糖流动并开展监测。

未来，我们的“皮肤”都是智能的

此前，美国斯坦福大学教授鲍哲南在英国《自然》杂志发表报告称，他们首次成功开发出更易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列，这一成果是柔性电子领域制造工艺的新突破。鲍哲南解释道：“集成电路里面有很多层不同的材料，这些材料都必须做成很小的不同形状，然后一层层叠加，整个工艺有几十到上百个步骤。”她透露团队用8至10年的时间才完成整个工艺的研发，“这证明用电子皮肤一样的电子材料来做电子器件，不再是科幻场景。”

“这种电子皮肤的‘皮肤’方面一般会选用柔性、透明并且能够制作成薄片的材料或者复合材料，而电子皮肤‘电子’方面的实现大多靠在柔性透明材料基体上加入具有一定电学特性的材料复合，或是直接在其表面刻蚀集成电路，把力、热的信号探测出来并传递出去，输入到相关电子设备中。”

电子皮肤让可穿戴智能设备像贴身衣物般柔软、可伸缩，甚至可以将体积一再缩小，成为人类皮肤上的“电子纹身”。“未来人们可以通过扫描贴在皮肤上的‘电子纹身’获取资讯甚至完成支付”。此外，这种智能皮肤还可贴覆在智能家居电器表层，感应外界指示并执行相应任务，提升智能化程度，便利人们的生活。

“智能设备”的定义

现在是智能手机时代，但其本质上还是一个很硬性的电子器件，包括现在的iWatch、谷歌眼镜、VR，只能统称为“智能设备”。目前可穿戴“智能”设备多是可编程机器，不具有人工智能内涵。机器只有感知能力，本质上还是在人类设定的规则下按部就班地进行操作。

什么是柔性电子？

简单说，柔性电子是将柔性的电子元件附着于柔性基底上，形成电路的技术。相对于传统硅电子，柔性电子是指可以弯曲、折叠、扭曲、压缩、拉伸、甚至变形成任意形状但仍保持高效光电性能、可靠性和集成度的薄膜电子器件。实践人工智能，需要在思维上进行调整。而对可穿戴智能设备来说，从设备那里取得数据并且实现学习能力，才是柔性电子设备的核心。

柔性电子技术，惊艳远不止于折叠屏

科技日报记者刘园园

得益于柔性显示技术的折叠屏手机已经问世，这，就是柔性电子技术的全部了吗？当然不是。

近日，第二届柔性电子国际学术大会（ICFE2019）在杭州举行。会议期间，中国科技新闻学会和光明网还联合举办了第二期“科学麻辣烫”科学沙龙活动，邀请顶尖专家为你解读：柔性电子技术带来的惊艳未来，将远不止于折叠屏这么简单。

让电子系统“柔”起来

此次大会上，浙江省柔性电子与智能技术全球研究中心发布了两款超薄柔性芯片，其厚度不到人体头发丝直径的1/4，而且可以实现弯折。

除了柔性芯片，科技日报记者在柔性电子与智能技术全球研究中心看到的柔性电子器件令人目不暇接：柔性超声通讯器件、柔性高密度触觉传感器、软体机器人……与传统电子器件冰冷、坚硬的外表相比，这些电子器件凭借柔软的身材，为自己增加了几分亲和力。

“目前柔性电子技术的整体思路是，通过工程设计使硬质的电子元器件实现柔性化，改变电子系统的刚性物理。”清华大学柔性电子技术研究中心主任冯雪介绍，这样可以使电子系统与人、物体或环境高效共融，并实现功能的扩展。

“现在绝大多数电子技术都是基于半导体硅的，如果能让硅实现柔性化，就能在现有电子系统加工工艺基础上，快速实现很多电子元器件的柔性化。”清华大学材料学院副院长沈洋介绍。

从物联网到“人体联网”

正在市场上崭露头角的折叠屏手机，可谓是柔性电子技术的体现之一。

沈洋介绍，目前的折叠屏手机之所以能实现手机屏幕对折，主要得益于显示材料的柔性化。但在他看来，折叠屏手机还不够“柔”。因为每部手机中都有几百个关键电子元器件，这些器件依然是硬质的。

“未来如果这些电子元器件的柔性化程度足够高，手机不仅能对折，还能卷曲甚至完全折叠。”沈洋补充道。

医疗是冯雪团队关注的领域之一，他们研发出不少将柔性电子技术应用于医疗的新应用。比如，把电子器件做得像面膜一样，贴在鼻梁周围的三角区域，实现24小时监测呼吸频率变化。

人工智能和人机交互领域，也为柔性电子技术的应用提供了浩瀚想象空间。沈洋说，随着柔性电子技术的发展，遍布机器人全身的柔性传感器，将使机器人拥有柔软的四肢和比人更加灵敏的感官系统。

而在人机交互领域，未来可通过柔性神经界面将人和机器相连接，从而把人的大脑信号传导给电脑，实现双向交互。

南洋理工大学材料科学与工程学院教授陈晓东则介绍了一种国际上出现的新概念，即与物联网相对应的“人体联网”。这种概念设想通过各种各样与人体兼容的柔性传感器，使人的体温、脉搏、脑电信号等所有生理信息都实现联网。

“柔性电子技术可以实现信息获取、处理、传输、显示以及能源的柔性化，以其更好的生物兼容性实现真正的万物皆互联。”冯雪判断，柔性电子技术将对未来的信息技术领域产生颠覆性影响。

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柔性电子在“颠覆”生活

柔性电子技术，惊艳远不止于折叠屏