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所有的这一切都不再只是想象,鲍哲南教授近期在柔性电子领域的突破让人类离这样新型科技社会更进了一步。正如鲍哲南教授所说,智能手机是现在,而人造电子皮肤是未来,是下一代电子工业发展的方向,而且是不可避免的一个趋势。
2018年2月份,在英国《自然》杂志上,鲍哲南科研团队宣布他们在柔性电子领域实现了制造工艺的新突破,首次成功开发出易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列。
“为了实现新模式的电子器件和最终电子产品,我们先从发展新电子材料开始,有了电子材料后还要把工艺做出来。”鲍哲南解释道:“集成电路里面有很多层的不同的材料,这些不同的材料都必须要能够做成很小的不同形状,然后一层要叠加在另一层上,整个工艺有几十步到上百步的步骤,所以把工艺做成有很多技术上的难度。”
制造工艺的研发之路并不简单,据鲍哲南透露团队也是研究了8-10年的时间才把工艺做成。
“这个的意义非常重大。之所以非常重大是因为以前大家做的都是柔性电子,电子皮肤以前还不可以有拉伸性,而且不可以有集成电路。但集成电路对电子器件来说至关重要,因为显示屏幕、传感和计算都需要集成电路。而在柔性电子皮肤方面,这是第一次做到了这样的集成电路。”
这一步的成功证明了电子皮肤一样的电子材料来做电子器件是一个可以实现的事情,而不再是一个科幻的梦想。虽然目前只是集成了几十个晶体管到上千个晶体管,但至少人类已经开始迈出第一步。
对于未来电子皮肤的发展,鲍哲南曾经说过智能手机是现在,但将来将会是由人造电子皮肤实现的BodyNet人体网络。因此,电子皮肤是将来电子工业发展的一个方向和趋势,可以激发人类的思考,让人类有更多的想象空间,可以发明出新的材料和新的技术。
“比如触觉传感器,可以做一种可测血压的产品;还有一些可拉伸性的材料,有非常强的硬度和非常好的自修复性功能,这些材料可以用到锂电池里,使得锂电池可以有高容量,而且可以持续充放电时间更久。这些是早期可以实现的一些应用。”鲍哲南举例道。
Q&A
Q1可以分享一下《nature》发表柔性电子领域的一大突破的背景和研发过程吗?
这是我们多年的积累而做成的,其主要是第一次做成可拉伸性的有机半导体的集成电路,这个意义非常重大。之所以非常重大是因为以前大家做的都是柔性电子,电子皮肤以前还不可以有拉伸性,而且不可以有集成电路,集成电路的重要性就是所有的电子器件需要晶体管集成起来,才可以实现如做显示屏幕、做传感、计算的功能。在做柔性电子皮肤电子器件方面,这是第一次做到了这样的集成电路。