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“柔软”的硬科技
西北工业大学柔性电子研究成果丰硕
  本报记者 吕扬 

  近期,折叠屏手机成了热门话题。这种折叠是怎么实现的,实现手机屏可折叠的柔性材料背后,有着什么样的秘密?
  2月27日,记者采访了西北工业大学柔性电子研究院林宗琼教授。他介绍说,柔性电子是一种技术的通称,是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的新兴电子技术。折叠屏手机采用的显示面板——柔性OLED,就是柔性电子在手机行业的一种应用。不同于传统手机,折叠屏手机应用的柔性OLED屏采用柔性聚合物(塑料材料)作为基板,不仅能折叠,屏幕还不容易摔碎。柔性OLED屏幕完全能够实现360度任意角度折叠,但是手机不仅仅有屏幕,还有驱动电路和电池等,这部分电子元器件还未能实现柔性化。
  据林宗琼教授介绍,近些年随着对新材料等基础研究的深入以及众多跨国企业对工艺研发的大规模投入,柔性OLED显示技术开始逐步商业化。柔性电子正在颠覆着我们的生活,特别是在即将步入的5G时代,随着可穿戴设备的大量运用,柔性电子终将彻底改变我们的生活方式。
  在柔性电子领域,西北工业大学黄维院士领导的柔性电子创新团队已深耕20余年,从柔性OLED核心有机半导体材料的合成制备到器件结构设计优化等方面做了大量引领性基础研究。目前,团队已申请相关专利300余项,其中数十项已经投入产业转化,为该领域的发展作出了巨大贡献。
  柔性电子有个特点,就是与其他学科非常“百搭”,通过与生命科学、人工智能、新能源、生物制药等交叉融合产生奥妙无穷、影响巨大的结果。
  团队的王学文教授已开发出一款基于柔性纳米材料与微结构的高灵敏度柔性脉搏监测传感器。该传感器附着于硅胶贴片上,柔软轻薄、不易脱落,不需要任何外部干预,简单粘贴在脉搏上就可以通过对极微小压力信号的监测获得脉搏跳动数据,对心脑血管疾病早期诊断、治疗具有重大意义。
  这类柔性传感器,柔韧度高、环境适应性强,同时伴随着人工智能、物联网和大数据技术的发展,柔性健康传感器的智能化程度更高,开启可穿戴设备在疾病诊断与治疗、人机交互界面与虚拟现实等多方面的应用,催生和推动未来颠覆性医疗技术——“无医生疾病诊断技术”的开展。
  此外,团队还在积极探索可植入人体的柔性电子芯片。以帕金森病治疗时在其脑部植入的“脑起搏器”为例,这类可植入设备相对于脑部密集且极为微小的神经元而言较大,且如果靶点稍有偏差,或刺激强度、模式不恰当,会出现肢体和面部麻木、肌肉抽搐等副作用。将人造神经电路集成到可植入的柔性电子芯片上,在未来有望实现损毁神经的修复,进而极大提高患者的生活质量甚至有望彻底康复。
  目前,西北工业大学柔性电子研究院已确立了柔性有机光电材料与器件、柔性纳米光电材料与器件、柔性生物电子材料与器件、柔性能源电子材料与器件、印刷电子和塑料电子材料与器件等多个研究方向,拥有柔性电子材料与器件工业和信息化部重点实验室、陕西省柔性电子重点实验室、陕西省柔性电子与健康科学国际联合研究中心等3个省部级平台以及西安市柔性电子重点实验室、西安市工程技术研究中心、西安市生物医学材料重点实验室、西安市生物医学材料与工程创新平台等4个市级平台。
  谈及未来发展,黄维院士满怀信心地说:“柔性电子作为后PC时代信息系统的核心科技和战略制高点,会引领我国信息科技的颠覆式创新和电子信息产业的快速发展。希望在研究院全体成员的不懈努力下,把研究院打造成西工大海外人才缓冲基地,成为西工大招才引智的桥头堡、引育人才的风向标,服务学校建设世界一流大学和一流学科;建成西部地区最有影响的人才高地,在陕西追赶超越和大西安国家中心城市建设中发挥不可或缺、不可替代的作用。”

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