可穿戴柔性電子材料,柔性科技智庫
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如果說功能性服裝(techwear)與可穿戴電子產(chǎn)品的結(jié)合是高科技通勤裝備的發(fā)展方向,那么每周出現(xiàn)的新型柔性電子產(chǎn)品的趨勢則意味著科技與服裝結(jié)合的產(chǎn)品非常會讓人思考無論好壞。它很受歡迎。它會很快流行起來嗎?科學(xué)家最近開發(fā)的兩項(xiàng)新技術(shù)似乎表明我們離回答這個問題越來越近了。
未來技術(shù)產(chǎn)品的下一個發(fā)展趨勢將是放棄當(dāng)今的硬質(zhì)硅膠部件,轉(zhuǎn)而大量使用柔軟、柔韌和延展性好的部件。 OLED曲面屏只是柔性技術(shù)的開始,未來我們還會看到卷曲太陽能電池、柔性屏、智能傳感器、交互包裝、感光窗簾等等。
柔性電子材料
回顧20 世紀(jì)70 年代,三位科學(xué)家艾倫·麥克迪亞米德(Alan McDiarmid)、艾倫·希格(Alan Heeger) 和白川秀樹(Hideki Shirakawa) 因其在導(dǎo)電聚合物方面的工作而獲得了2000 年諾貝爾化學(xué)獎。
注:導(dǎo)電聚合物是OLED屏幕的原材料之一,具有易于處理的礦物替代品的特點(diǎn),通過使用該技術(shù),可以用更少的資源和更低的成本添加更多的部件。馬蘇。同時,不犧牲新功能。
從導(dǎo)電聚合物的早期出現(xiàn)到獲得諾貝爾獎一直到今天,我們可以看到多年來電子產(chǎn)品所使用的材料主要是硅等礦物質(zhì)。然而,通過不斷的研究,研究人員和工程師開始逐步為未來的柔性電子產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。
接下來看一下近期科研人員在柔性可塑電子產(chǎn)品開發(fā)方面取得的兩項(xiàng)新成果。
1.可擴(kuò)展智能電子貼紙
8月13日,美國加州大學(xué)圣地亞哥分校(UCSD)研究小組在海外科學(xué)期刊上宣布開發(fā)出一種無線智能電子貼片,其面積和厚度與一美元硬幣相當(dāng),可用于醫(yī)療用途。這包括監(jiān)測身體信號,如心臟和大腦活動、體溫、呼吸和眼球運(yùn)動,還可以遠(yuǎn)程控制機(jī)械臂。
加州大學(xué)圣地亞哥分校教授、論文第一作者Sheng Xu表示:“研究小組并沒有計劃如何應(yīng)用這項(xiàng)研究的結(jié)果。我們的目標(biāo)是證明它們可以像可拉伸的電子設(shè)備!币曨l中的智能補(bǔ)丁似乎是加州大學(xué)圣地亞哥分校研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的概念作品。盡管尺寸很小,但仍有空間容納更小的傳感器、天線或天線。加速度計最重要的特點(diǎn)是其強(qiáng)大的柔韌性使其能夠粘附在有彈性且凹凸不平的皮膚上。
用戶可以將這款無線智能貼片貼在身體的不同部位,比如貼在胸部或腹部,記錄心電圖等信號,也可以貼在額頭上,相當(dāng)于迷你版的腦電波傳感器,記錄大腦信號,貼在太陽穴上時記錄眼球運(yùn)動,貼在前臂上記錄肌肉活動,可以遠(yuǎn)程控制機(jī)械臂,并監(jiān)測身體活動、皮膚溫度和呼吸。還可以進(jìn)行交流。使用智能手機(jī)在10 米外連接到您的手機(jī)或筆記本電腦。據(jù)報道,該智能貼片的功率輸出僅為35.6mW,相當(dāng)于7根激光棒的總功率。
加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員表示,根據(jù)六個多月的觀察,該智能貼片不僅保留了其延展性和靈活性,而且性能穩(wěn)定。此外,我們愿意與企業(yè)合作優(yōu)化和改進(jìn)技術(shù)并進(jìn)行臨床試驗(yàn)。
2、柔性電子層印刷技術(shù)
8月13日,蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)BEST(可彎曲電子和傳感技術(shù))小組的工程師開發(fā)出一種新的柔性電子產(chǎn)品制造工藝。
2017年,Ravinder Dahiya教授領(lǐng)導(dǎo)的BEST團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種用于假肢的太陽能電子皮膚,F(xiàn)在,Dahiya 和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種解決方案,“可以將延展性半導(dǎo)體納米線以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的價格‘印刷’到柔性曲面上,以創(chuàng)建高性能、超薄電子層!
據(jù)青亭網(wǎng)了解,格拉斯哥大學(xué)BEST團(tuán)隊(duì)的研發(fā)過程中使用了內(nèi)部開發(fā)的打印機(jī),采用接觸印刷的方式將硅半導(dǎo)體納米線和氧化鋅半導(dǎo)體納米線打印在柔性基板上。實(shí)驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn),與鋸齒狀的氧化鋅納米線不同,硅納米線打印后呈直線狀,節(jié)省了電子行進(jìn)的額外距離,從而提高了速度,發(fā)現(xiàn)它比氧化鋅納米線有很多優(yōu)勢。設(shè)備的。
Dahiya教授表示:“科研團(tuán)隊(duì)利用接觸式印刷系統(tǒng),為柔性電子產(chǎn)品提供了一種可重復(fù)且可靠的印刷方法,這對于生產(chǎn)多種新型可彎曲柔性器件極為有用!边@是一項(xiàng)重要突破未來。”
據(jù)了解,BEST團(tuán)隊(duì)已申請充足的科研經(jīng)費(fèi),并計劃未來擴(kuò)大研發(fā)規(guī)模,使技術(shù)適應(yīng)市場需求。
上述兩種技術(shù),一種預(yù)測未來柔性技術(shù)將在小型、功能性服裝方面變得強(qiáng)大,另一種則為未來可穿戴電子產(chǎn)品的低成本生產(chǎn)提供解決方案,但仍具有較大規(guī)模只是問題。關(guān)于柔性電子產(chǎn)品的科學(xué)研究已經(jīng)有很多,其中一個值得注意的例子是東京大學(xué)研究人員今年早些時候開發(fā)的美觀的Micro-LED 電子皮膚顯示器。因此,未來柔性電子產(chǎn)品與功能性服裝如何結(jié)合將成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文由Edgy Labs 青聽網(wǎng)翻譯。








