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怎么样看待柔性材料的发展前途?
文章来源:常见问题    时间:2024-02-06 03:21:09

  现代电子设备的便利助长了人类与电子设备之间日益亲密的互动。 由于这些设备为我们的生活提供了普及性和舒适性,许多人认为,未来电子科技类产品的发展应以其作为人体不可分割的一部分作为目标(

  生物组织一般由能够自修复和可拉伸的物质组成,而电子器件往往由硬质材料制得。开发新材料,不断缩小生物世界和电子世界的鸿沟,得到柔性可穿戴、自修复的电子器件,是一个很有前景的研究方向(Nature 539, 411–415.)。

  可拉伸薄膜场效应晶体管是制备可穿戴电子器件必不可少的元件(Adv. Funct. Mater.,2019,29, 1808453),OLED柔性显示也引起了长期资金市场的兴趣,有机太阳能电池(Science, 2018, 361, 1094-1098.)也因为其柔性的特点具有广阔的应用场景。

  随之而来的,是对柔性储能设备的需求,来为下一代可穿戴电子科技类产品提供动力,这些电子科技类产品与紧密相连(Chem. Soc. Rev., 2020, 49, 4466--4495)。

  无论从科研的角度,还是从市场需求的角度,柔性材料的研究与开发是一个未来重要的发展方向。

  谢邀,之前还真稍有了解过柔性材料。现在学术圈很多各种flexible stretchable wearable 材料,主要是想借着可穿戴电子这个东风。可是随着apple watch的遇冷,可穿戴电子并没有表现出之前预期的那么火热,再加上电池等问题没解决。 另一方面,材料方面研究的柔性材料,跟可穿戴电子还有些距离,大部分都是在pdms tpu上面做做文章,灌水灌的非常厉害。国外有几个大牛是搞这个的,斯坦福的鲍哲男,西北大学的John rogers,他们的学生很多也在搞这个。国内清华大学航天系有个老师也在搞,可以了解一下他们的文章

  如智能穿戴方面,柔性的材料,能够让传感器更加贴合皮肤表面,且能随时感知和识别肌肉的运动,最大限度上避免肌肉运动产生的测量偏差,能测量出最准确的数据;

  还有其他每个方面的测量,都能用柔性传感器去测量最精准的数据,如国家电网的高压电线接头的损坏;珍惜保护动物的测量;飞行员高空飞行的人体数据监测等等方面。

  柔性电子:轻薄、可卷曲折叠、可延展、低成本大面积加工等优势,在信息、 能源、医疗、国防等领域表现出巨大的应用前景!

  柔性印刷电子学(Printed electronics)是基于印刷技术的电子学,将传统的印刷技术和电子技术结合,使用印刷手段制造电子科技类产品的新兴行业。与传统的硅基电子技术的器件加工相比,印刷电子技术有低能耗、高利用率、无腐蚀、绿色环保等特点,并同时具备大面积规模化制造过程,尤其是结合卷对卷(Roll-to-Roll)制备过程,可极大地降低生产所带来的成本与提高效率。印刷电子之所以受到各国政府与研究机构的关注,主要有如下几个原因:(1)简化了传统电子科技类产品制备流程。印刷电子具有直接图案化的显著特点,较传统的电路板制备过程,节省了光刻、曝光、显影、蚀刻、去膜等环节,能够有效节省能耗与材料;(2)传统的集成电路由电路板完成后组装电子元器件,而印刷电子则将电子电路与电子元器件直接印制,连接可靠性高。(3)由于印刷电子属于厚膜型电子,以有机薄膜为基本功能材料,与柔性电子技术匹配度高,具有轻便、耐弯折、图案化的天然属性;(4)印刷电子技术材料利用率高,污染排出小,无需化学蚀刻和电镀过程,是绿色环保型新技术。当然,印刷电子也存在不足之处,主要是由于印刷电子技术制备的器件精度不如传统硅基电子高,因此导致集成度大受影响。但印刷电子器件与制品所具备的大面积、柔性和低成本优势是硅基电子无可比拟的。

  尽管印刷技术的起源具有深远的历史,柔性印刷电子技术的发展却是新兴起的产业,这主要是受限于与印刷技术相匹配的电子材料进展缓慢。20世纪50年代,有机导体材料的出现开创了有机电子学,溶液态的有机聚合物为印刷制备有机电子器件带来了希望。随后,科学界开始尝试将有机电子材料来溶液法加工,并引入印刷制备技术。直至2000年,出现了基于喷墨打印方式的印刷OFETs器件。此后,随着纳米材料的蓬勃发展,纳米尺寸的无机固化材料被不断地发现与创造。各种纳米颗粒、纳米线、纳米片等材料由于具有独特的电子与光电特性,被用于印刷墨水和油墨的制备,印刷的薄膜或器件性能远高于有机电子材料。基于功能化的纳米材料,具备导电性能、介电性能、半导体性能或光电性能,并进一步地应用于各类半导体器件、光电或光伏器件,完美地展示出了印刷电子技术低成本、大面积,以及耐弯折的优势。自此,印刷电子学逐渐成型,并成为新兴的学科与技术。

  目前,市场上的柔性测试方法均为非模块、单机的方式,不能灵活快速地在测试状态间进行低成本切换,提高了研发成本,也限制了测试动作的模拟。在柔性材料与器件的测试过程中,尤其是在材料与器件开发验证的初期基础,多功能测试设备的诞生将解决一机一用的缺点,提升开发验证效率和降低测试成本。纳昇电子的FlexTest系列柔性材料与器件检测系统是同一主机兼容多种测试夹具的检测系统,主机可提供三种运行方式,兼容五类测试模式(折、弯、扭、拉、卷),11个基础模拟测试动作,并可扩展光、电、力的测试模块,旨在为柔性电子领域的开发者提供一种工业可靠性测试工具。

  柔性制造系统是能适应生产中小批量各种零件的自动化系统,它具有对产品品种和批量变化的自动响应能力,多品种、少批量的新产品需求持续不断的增加时,在没有额外的技术或者资金投资时可以很快满足新技术的需求。它通常以数字控制机床或加工中心、加工中心实质上是一台复合的数字控制机床,它复合了多台数控机床的功能,并带有刀库和自动换刀功能)为基本加工设施,由数控装置或计算机统一控制各加工系统的运行。柔性制造系统的特点大多数表现在柔性和自动化上。

  柔性主要体现在加工对象的灵活可变性。即可以很容易地在一些范围内从一种零件的加工更换为另一种零件的加工。柔性自动化加工是通过软件(零件加工程序)来控制机床来加工的。更换另一种零件时,只需改变有关零件数控加工程序和少量夹具,甚至不必更换夹具,一般不必对机床、设备做人工调整。这显著地缩短了多品种生产中的设备调整和生产谁备时间。当出现突发的军事情况,可便于适应军事需求;当战争需要部分新要求的装备技术武器,可方便满足。

  举例说明:比如轻武器柔性制造系统。轻武器柔性制造系统由4个应用系统和}个支撑系统构成。4个应用系统是生产管理信息分系统(PMTS)、质量保证分系统(QES)、工程设计分系统(E.S)、制造集成分系统(FIS), I个支撑系统是网络和数据库分系统(NDS)。4个应用系统在冈络和数据库分索统的支撑下完成信息、功能和过程的集成。轻武器柔性制造系统的建成,使企业具有研制生产多品种、少批量产品的综合生产能力,快速缩短了轻武器产品的研制周期,同时提高丫产品质量,保证了轻武器产品零部件生产的一致性和互换性。

  我们团队研发的全柔传感器入选了2021年《国家重点研发计划“智能传感器”专项》。

  自主研发的柔性传感器具有可拉伸、可弯曲、可洗涤、可产业化、精度高误差小的产品特征。

  当然,按老板的话,属于下一代电子器件,能发文章的都不能赚钱,赚钱的谁会去发文章。