Advanced Science:柔性电子的发展趋势:源于自然,超越自然,回归自然

先进功能柔性电子的蓬勃发展离不开大自然的重要作用,大自然为其材料的选择、结构和功能设计提供了源源不断的灵感。在柔性电子的设计中,有的原材料、结构或功能设计来源于自然,有的功能甚至超越了自然,有的最终被生物体吸收或可降解到自然中。柔性电子的发展与自然的关系无疑是至关重要的。作者从源于自然、超越自然、回归自然三个方面综述了柔性电子技术的前沿进展,以引导现代电子技术与自然和谐发展的趋势。

源自人类皮肤神奇的自愈能力,自愈合柔性能源装置的开发将极大提高电子产品的可靠性和使用寿命;可拉伸/压缩性是皮肤的特征之一,通过采用各种新型材料和结构设计,获得优异延展性或压缩性的柔性器件,其性能远超越自然;可降解或可吸收的能源装置将减轻电子垃圾所造成的环境问题。此外,柔性传感器也是可穿戴电子的重要组成部分,其大多数的功能设计与自然相关,包括来自于周围环境刺激,具有环境监测功能的柔性传感器、自供电柔性传感器、可降解或可吸收的柔性传感器等。

哈尔滨工业大学(深圳)材料学院黄燕教授课题组在Advanced Science 期刊上发表题为“The Evolution of Flexible Electronics: From Nature, Beyond Nature and To Nature”的综述论文。

本文综述了柔性能源装置(电源)和柔性传感器(负载)的前沿进展,并强调了自然对多功能柔性电子产品开发的重要作用。柔性电子实现了自愈合、可拉伸/压缩、自供电、环境感知等与自然相关的功能设计,然而,一些关键问题依然未得到解决,包括高度功能集成的柔性电子系统、多功能柔性燃料电池或太阳能电池、自然材料基础性能与扩展性能的平衡、完全绿色电子产品的实现等。通过对这些挑战的不断思考和解决,将进一步实现柔性电子技术和人类社会可持续发展的最终目标。

相关论文在线发表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202001116)上,共同第一作者为博士后王攀攀和硕士研究生胡萌萌,通讯作者为哈尔滨工业大学(深圳)黄燕教授。该工作得到国家自然科学基金和中国博士后自然科学基金等资助。