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《黑 | 科技》| 柔性电子,让科技更温柔的魔法。

《黑 | 科技》| 柔性电子,让科技更温柔的魔法。 斑马智行
2017-09-08
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导读:关于柔性电子,来和斑马聊聊设备,人及机器人的融合共生~




说起柔性电子,就它名字而言,就知道它神通广大。因为现阶段处于起步阶段,它有很多名号,有人叫它塑料电子、印刷电子,也有人叫它有机电子、聚合体电子等等,目前还没有人可以定义它。

 

不过,别看它称谓神秘,关于她带给你的新体验,你一定不会陌生,比如可穿戴设备、可弯曲折叠手机、壁纸式OLED显示板电视等等。今天,《黑科技》想告诉你更多关于柔性科技的秘密。




本期内容将由斑马为你分享

《黑 | 科技》第十章:

以下内容节选自顾志强等著

《黑科技》第十章

可折叠显示器、人造电子皮肤、

设备、人及机器人的融合共性


当手机可以变成你想要的形状

当电视能成为异形的放映机器

拉伸、折叠、任意弯曲

每一个改变,都来自于它——柔性电子。




柔软显示来了


传统的晶体管和发光二极管都是由无机半导体材料组成的,而柔性电路采用的器件则主要是有机半导体材料。这种材料于20世纪60年代被发现,以碳元素为主,也包括氢、氮、氧等元素。自80年代第一个用有机材料做出的发光二极管(OLED)和晶体管(Organic transistor)诞生起,研发人员就产生了用有机材料做柔性电子器件的想法。


不少公司都开始展示柔性显示屏产品,包括Plastic logic、三星、LG等。其中柔性显示屏做得最轻最薄的是一家叫作柔宇科技(Royole)的公司。

这家公司做出的显示屏只有0.01毫米,卷曲半径可以达到1毫米,刷新了世界纪录。




大量可穿戴设备的出现

让人人都有机会掌握身体数据

也让未来的医学的不确定

能借助数据有迹可循




柔性器材:医学监测、诊断和治疗


柔性器件在生物医学方面也有非常广泛的应用。对于人体外部检测而言,刺激大脑电信号或者心脏律动的传统方法是将电极接合在导电凝胶之中,然后贴在体表。这种方法有许多不足,比如,由于凝胶会逐渐干燥,失去黏性,所以不能进行长时间、连续的检测,尤其对于低龄化患者使用较为困难。


而柔性器件可以解决这些问题。柔软轻薄的柔性器件可以非常紧密地贴合在皮肤、心脏或者大脑上面,从而通过对电学或压力信号的检测获取更准确的身体信息。并且人体佩戴的体感较好,不会有明显的不适。人们甚至可以24小时佩戴这些薄如蝉翼的器件,随时检测人体的心跳、脉搏、血压、脑电波、心电图等各种身体指标。

——柔性植入装置




皮肤技术的猛进

让毁容的可能消解于历史




人造皮肤:用之于人,用于机器人


皮肤的这种感知功能可以用传感器模拟。从20世纪90年代起科学家们就开始研发柔软器件做传感器。对于制作电子人造皮肤的材料来说,有两点非常重要:一时要求材料对压力的敏感度很高,即使是非常细小的变化也可以被感知;二是要求材料具有较高的弹性度,不但能经受弯曲,还能够被拉伸。即使一只蝴蝶或者一只苍蝇落在上面,该压力传感器也能感受得到。





柔性材料什么来历

看看目前最常见的

四种制作方法




柔软材料制备方法


传统的电子器件和电路都是用坚硬的半导体材料硅以及金属导体制成,如果我们想使它们拥有柔性,有四种方法:第一种方法是选用承受应变(strain)能力强的电子材料。这里所说的承受应变能力强是指材料受到拉伸以后,不但自身的结构没有被破坏,而且电学性能也不会变化。


第二种方法是把电子器件做薄。比如说,一个厚度为1毫米的材料,如果把它弯曲到半径为1厘米,那么这个材料所受到的应变应该是5%。


第三种方法是将一些易碎的电学材料的电学材料放在塑料基底的中间。一般在基底弯曲的情况下,上表面所受到的伸张应变(tensile strain )是最大的,下表面会受到压缩应变(compressive strain),所以塑料基底中间的那一部分所受到的应变是最小的。


第四种方法则是制作成网眼结构(mesh structure)。比起连续的线性或者平面结构,网眼设计可以再材料弯曲的时候让中间的空洞部分承受大部分的应变。






来来来,告诉斑马
你想用柔性材料实现什么梦想?





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斑马智行是领先的汽车操作系统与人工智能科技公司,拥有自主研发的整车智能OS技术和座舱AI技术。
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