科技日報記者 張佳星
讓書包曬曬太陽，它就能給手機充電。在日前召開的香山科學會議第739次學術討論會上，中國科學院院士、中國科學院化學研究所研究員李永舫展示了一種太陽能書包，書包上最容易曬到太陽的部分是一片像布料一樣柔軟的太陽能電池，“輕、薄、柔是有機光伏最突出的優點。”
(資料圖)
“我們研制的柔性晶體薄膜可以用于傳感探測，比如‘貼’著心臟一起跳動，解決現在心電監測無法實時、難以有效預防心梗的問題。”天津大學理學院教授胡文平說，可穿戴、可拉伸的心電監測設備，在游泳時也可以帶。
中國科學院院士、中國科學院化學研究所研究員劉云圻解釋，柔性電子學是未來電子學的發展方向之一，柔性實現的技術路線有很多，比如剛性物質足夠薄就能展示柔性。其中可拉伸特性最好的是本征柔性，即材料本身就具有柔性。
折疊屏是剛剛開始
折疊屏手機近年來漸漸普及，折疊、打開，屏幕在折痕處瞬間融合。
專家介紹，柔性電子材料與器件是近年來涌現的一項新的變革性技術，是將電子材料與器件沉積在柔性基板上，從而賦予傳統電子材料與器件所沒有的可印刷、可折疊、可拉伸等新穎特性。
除了目前最先發展起來的柔性顯示領域，柔性電子還可以利用到各個行業。
“不僅柔軟，還可印刷。”中國科學院化學研究所研究員郭云龍說，歐美日韓等發達國家對柔性電子的前景已經達成共識，紛紛開展針對柔性電子的重大研究計劃，設立研究中心或技術聯盟，支持基礎研究和產業發展，拓展柔性電子在通信、能源、信息顯示與照明、智能電子標簽、傳感器等領域的應用。
柔軟是用戶對于柔性電子的最大感受，但對于生產者來說，其可印刷的特性將可能帶來顛覆性變革。一旦能夠實現以全印刷的方式制備柔性有機電路，不僅工序會大幅度減少、成本也會大幅度降低，還能徹底解決高能耗、高污染問題。
胡文平介紹，在國家重點研發項目的支持下，目前全部“有機化”的顯示屏已經研制出來。“我們用有機晶體管驅動了有機顯示屏的成像，盡管還不那么漂亮，但已經把所有的環節都以印刷的方式打通了。”胡文平說，接下來要進一步完善，向產業化落地方向發展。
產業化“長征”中不斷涌現新業態
“近年來，我國在本征柔性電子學前沿研究方面取得了一系列優秀成果。”劉云圻介紹，我國在高分子半導體材料遷移率方面與世界先進水平相當，超過了無定型硅，基本滿足了應用需求，但在加工技術、電路系統等產業化工作方面仍有很多亟待突破的挑戰。
得益于產學研一體化的緊密合作，柔性電子產業化的“長征”路上正在不斷涌現新業態。會上，來自不同課題組的專家展示了新奇的研發成果。北京大學化學與分子工程學院教授裴堅帶來一卷透光好、韌性好的薄膜。“它既可以做襯底、也可以做手機蓋板，將它附在折疊屏上可大大提高屏幕使用壽命。”裴堅解釋，“具有納米石墨烯微結構的多環芳烴有著獨特的物理化學性質及光電性能，是非常好的柔性電子材料，我們通過對它進行不斷的修飾、改良，滿足產業化的需求。”
中國科學院力學研究所研究員蘇業旺帶來的柔性電子應用讓人有“腦洞大開”的感覺。“我們設計并制備了一種可拉伸電子面膜，將各種傳感器和執行器集成在一片可充電的面膜上。”蘇業旺介紹，通過電子器件形成的力、熱、電和超聲等條件，將幫助面膜有效成分更高效地被皮膚吸收。
“有機半導體是與生命體結構最相似的、最適合模擬生命體感受的功能材料體系。”中國科學院化學研究所有機固體實驗室研究員狄重安表示，近五年來，一種新的研究方向快速興起，衍生出了一系列仿生突觸功能，可根據外界環境變化動態調節自身電信號輸出，讓感知器件有了“觸覺”。
當剛硬、易碎的電子器件學會“瑜伽”，很多想不到也能做得到。劉云圻表示，具備結構可調、材料質輕、可大面積加工、超柔等特性的新一代功能材料體系的建立，將帶動信息、能源、生命健康領域的眾多新業態形成，成為新的經濟增長引擎。
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