柔性电子技术的应用 柔性电子技术,惊艳远不止于折叠屏

小编 2024-10-06 论坛 23 0

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。

图片除注明外均来自网络

专家纵论柔性电子技术:追求“刚柔相济”而非“以柔克刚”

图为清华大学柔性电子技术研究中心主任、柔性电子技术协同创新中心主任冯雪教授在对话活动上演讲。中新社记者 孙自法 摄

中新社杭州7月14日电 (记者孙自法)“发展柔性电子技术,追求的是‘刚柔相济’,并不是‘以柔克刚’”“柔性、刚性各有优势,把它们好的地方融合在一起,能做出更好的东西”“慢慢大家形成一个共识:混合柔性电子学就是怎么把柔性部分跟刚性部分结合在一起”……

第二届柔性电子国际学术大会7月13日至14日在杭州举行,中国科协科学家与媒体对话系列品牌活动“科学麻辣烫”,在大会期间推出“柔性电子技术:改变人类未来”主题对话活动。多位业内专家解读柔性电子技术发展应用趋势时明确表示,近年来柔性电子技术发展突飞猛进、应用前景广阔,但这并不意味着它会取代传统的刚性电子技术及产品,而是要通过优势互补,实现“刚柔相济”发展,共同造福人类生活。

“我个人更喜欢刚柔相济。”新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院教授陈晓东直言,很多东西需要和谐共存,过去几年有关柔性电子有很多(刚柔相克)这种讨论,慢慢大家形成一个共识:混合柔性电子学就是怎么把柔性部分跟刚性部分结合在一起。

他认为,柔性电子技术与传统的刚性电子技术不会“谁取代谁”,而是共生关系。柔性有柔性优势地方,刚性也有柔性做不到的优势,大家把好的地方融合在一起,做出更好的东西,这就是刚柔相济。

清华大学柔性电子技术研究中心主任、柔性电子技术协同创新中心主任冯雪教授领导的研发团队在大会期间正式发布两款柔性芯片。他指出,这两款首发的柔性芯片的整个电路上面有一些硬质器件和材料,但芯片整体上是柔性,这也刚好体现出“刚柔相济”的发展思路。

冯雪介绍说,柔性电子技术可以颠覆性地改变传统信息器件、系统的刚性物理形态,可实现信息与人、物体、环境的高效共融,实现信息获取、处理、传输、显示以及能源的柔性化,更好地实现“万物皆互联”。现阶段,柔性电子技术在生物医疗领域有非常重要的应用,包括在无创血糖测量、光电血氧传感器、坐骨神经电信号采集、类皮肤柔性变形传感器、类皮肤柔性压力传感器等柔性医疗电子产品方面都有很好的体现。

他强调,柔性电子技术发展目前还处于起步阶段,其最大的特点是多学科交叉,将不同行业、不同学科的人吸引在一起,通过彼此碰撞以提供不同的思路及问题解决方案。

澳大利亚科学院院士、昆士兰大学教授保罗·伯恩(Paul Burn)表示,柔性电子技术的发展需要不同学科的人相互学习,求同存异,以促进更多的合作,促成更多的创新及研究成果,也需要各个国家的携手合作。

图为新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院教授陈晓东在对话活动上演讲。中新社记者 孙自法 摄

陈晓东称,柔性传感器在可弯曲、可变形、可折叠状态下能够感知外界环境的变化,5G时代即将来临,把人体所有信息通过各种各样的柔性传感器连接起来,就能实现“人体联网”。目前,柔性传感器发展处在初级阶段,还需要突破诸多技术挑战。

本届大会期间,旨在推进柔性电子技术从实验室走向产业化的柔性电子学术联盟(Flex.net)也在杭州正式成立。清华大学材料学院副院长沈洋教授表示,柔性电子技术是一个宽泛的跨学科概念,需要全社会共同参与,而该技术本身有一定前瞻性,特别适合风险投资来创业。新成立的联盟旨在建立一个汇聚产学研资融合平台,可为柔性电子技术研发、创新、应用、创业、融资提供全链条服务,同时还将参与制定柔性电子技术行业标准,保障行业生态健康。

他说,中国柔性电子技术领域在世界上至少是处于并跑的地位,现已在医疗健康领域得到很好应用,下一步还将在人机交互、类人机器人等领域带来革命性的应用。(完)

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