2020年4月16日,清華大學(xué)柔性電子技術(shù)研究中心(以下簡稱“柔電中心”)策劃的Advanced Materials??癋lexibleHybridElectronics”正式出版,主封面以清華大學(xué)二校門和柔電中心Logo為設(shè)計(jì)元素,闡述柔性電子在生物醫(yī)療、腦機(jī)接口、物聯(lián)網(wǎng)等方面的潛在應(yīng)用。柔電中心主任、清華大學(xué)馮雪教授,美國四院院士John A. Rogers教授和新加坡南洋理工大學(xué)陳曉東教授受邀擔(dān)任本次??墓餐匮庉?。 “FlexibleHybridElectronics”專刊匯聚柔性電子技術(shù)領(lǐng)域國際知名學(xué)者的前沿研究成果,將成為柔電中心建設(shè)國際一流柔性電子技術(shù)研究陣地,達(dá)到引領(lǐng)國際學(xué)術(shù)前沿和引領(lǐng)全球技術(shù)方向的重要載體。本次專刊聚焦柔性混合電子,尤政院士、馮雪教授、段煉教授和羅毅教授等受邀帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從材料設(shè)計(jì)、先進(jìn)制備工藝、信息-物理界面系統(tǒng)和新興應(yīng)用四個(gè)方面詳盡闡述了柔性混合電子的發(fā)展,為??暙I(xiàn)了5篇論文:
Laser Fabrication of Graphene-Based Flexible Electronics
Flexible Hybrid Electronics for Digital Healthcare
Emerging Self-Emissive Technologies for Flexible Displays
Van der Waals Epitaxy of III-Nitride Semiconductors Based on 2D Materials for Flexible Applications
Mechanically-Guided Structural Designs in Stretchable Inorganic Electronics
圖1. Advanced Materials??癋lexibleHybrid Electronics” 尤政院士團(tuán)隊(duì)以“Laser Fabrication of Graphene-Based Flexible Electronics”為題,綜述闡述了激光制備石墨烯基柔性電子器件的最新進(jìn)展。詳細(xì)介紹了典型的基于各種石墨烯相關(guān)材料的激光制備的柔性電子器件。在石墨烯預(yù)處理方法和激光微納加工技術(shù)的快速發(fā)展下,石墨烯基電子器件將會(huì)得到更快速的發(fā)展。
圖2:論文“Laser Fabrication of Graphene-Based Flexible Electronics” 人體是巨大的信息融合體,包括生理電、光、聲、生化、機(jī)械變形等生理信號(hào),獲取這些人體生理信息是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)療的基礎(chǔ)。馮雪教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表的論文“Flexible Hybrid Electronics for Digital Healthcare”從柔性混合電子技術(shù)在材料和結(jié)構(gòu)方法的發(fā)展歷史出發(fā),總結(jié)了柔性混合電子實(shí)現(xiàn)的兩種主要途徑:通過材料的創(chuàng)新,發(fā)展本征具有柔性或者可延展的電子功能材料,或引入力學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。該論文系統(tǒng)地闡述了柔性混合電子器件在柔性生理電器件、柔性光電器在件、柔性聲學(xué)器件、柔性類皮膚功能器件和柔性生化檢測器件等生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用,總結(jié)了未來柔性異質(zhì)電子器件的研究中所要遇到的挑戰(zhàn)。
圖3. 用于生理參數(shù)監(jiān)測的柔性混合電子:柔性生理電器件、柔性光電器件、柔性聲學(xué)器件、柔性類皮膚功能器件和柔性生化檢測器件 典型應(yīng)用包括:圖4所示的一種能夠在體溫驅(qū)動(dòng)下自動(dòng)攀爬至外周神經(jīng)束上的三維螺旋形纏繞電極,該電極極大方便了手術(shù)操作,降低了對(duì)神經(jīng)束的束縛。為外周神經(jīng)調(diào)控在治療癲癇,抑郁,心衰,假肢等提供了嶄新的思路;圖5所示的基于電化學(xué)雙通道的柔性無創(chuàng)血糖測量器件,通過離子導(dǎo)入的方式改變組織液滲透壓,調(diào)控血液與組織液滲透和重吸收平衡關(guān)系,驅(qū)使血管中的葡萄糖按照設(shè)計(jì)路徑主動(dòng)、定向地滲流到皮膚表面,從而實(shí)現(xiàn)血糖的高精度測量。
圖4. 基于柔性混合電子技術(shù)的自攀爬三維螺旋電刺激器件
圖5. 基于柔性混合電子技術(shù)的柔性無創(chuàng)血糖測量器件
論文“Emerging Self-Emissive Technologies for Flexible Displays”,闡述了柔性顯示屏的三種自發(fā)射技術(shù)的最新進(jìn)展,包括發(fā)射活性材料、器件結(jié)構(gòu)和制造方法、柔性襯底和導(dǎo)電電極以及封裝技術(shù)??偨Y(jié)了快速的發(fā)展使得柔性發(fā)光器件效率的提高。對(duì)于柔性顯示領(lǐng)域的未來發(fā)展提出了建議,幫助研究人員對(duì)柔性顯示的新技術(shù)做全面的了解。 論文“Van der Waals Epitaxy of III-Nitride Semiconductors Based on 2D Materials for Flexible Applications”,概述了基于二維材料的III-氮化物不同生長方法的最新進(jìn)展,著重介紹了范德瓦爾斯外延和轉(zhuǎn)印技術(shù),并討論了用作釋放層的不同類型的2D材料(石墨烯、六角氮化硼和過渡金屬二硫化物)的各種嘗試。展望了柔性III-氮化物器件發(fā)展的未來和挑戰(zhàn)。 論文“Mechanically-Guided Structural Designs in Stretchable Inorganic Electronics”,總結(jié)了應(yīng)用于可拉伸無機(jī)電子器件的各種結(jié)構(gòu)幾何,包括功能器件和柔性襯底的設(shè)計(jì),重點(diǎn)介紹了基本原理、設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)演示。強(qiáng)調(diào)了3D可拉伸器件布局的空間集成策略以及闡述了遺留的挑戰(zhàn)和未來的機(jī)遇。
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原文標(biāo)題:Advanced Materials??喝嵝曰旌想娮?| 清華柔電中心策劃
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