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柔性电子将引领科学技术前沿发展

2019-09-10

科研成果与传播 2019年3期
关键词:柔性有机领域

随着现代科学技术的发展,在信息、新材料、新能源等领域,尤其是交叉融合方面,正涌现出一批具有重大影响,能够改变科技、经济、社会格局的颠覆性技术,柔性电子就是其一。

在首届(2019)国际自主智能机器人大赛上,中国科学院院士、中国科协常委、西北工业大学常务副校长、亚太工程组织联合会主席(FEIAP)黄维指出,柔性电子是当代科学技术最前沿的研究领域之一,是人工智能时代的核心科技,同时也是人工智能真正实现落地的关键产业基础、制造基础,没有柔性电子就没有人工智能。

什么是柔性电子

柔性电子是在学科高度交叉、融合基础上产生的新学科,是将无机或有机器件附着于柔性基底上,形成电路的技术。相对于传统硅电子,柔性电子是一种可以弯曲、折叠、扭曲、压缩、拉伸甚至变形成任意形状,但仍保持高效光电性能、可靠性和集成度的薄膜电子器件。目前,柔性电子已经成为大学科目中自主设置的一门学科。

柔性电子涵盖有机电子、印刷电子、纳米电子、生物電子、塑料电子等领域。如果再向下细分,以有机电子为例,又包括有机显示、有机传感、有机存储等方向。我们生活中必不可少的智能手机、电视均属于有机显示方面的应用。据黄维介绍,柔性电子的应用前景十分广阔。比如在健康医疗领域有人造器官、移动医疗、“人联网”工程等;基于柔性电子的穿戴式智能设备可用于航空宇航、深海探测等;在军事国防上,柔性电子技术可实现单兵通信、隐身的功能,提高战场作战的机动性和隐蔽性。

柔性电子在健康方面的应用前景

值得一提的是,柔性电子未来在健康方面的应用将非常广泛。柔性电子皮肤可集成多种柔性传感器,通过优化柔性器件与生物中枢神经系统界面,帮助义肢实现感知功能,赋予机器人具有甚至超越人类皮肤的智能仿生触觉功能。柔性健康传感器可以贴附于人体用来对体温、心率、心电、脑电波、血压、汗液和血液组分等健康参数持续监测,并对相关数据进行智能分析和存档,实现人体健康状况的评估与疾病的远程诊断。这一应用实现后,人们不仅能随时随地持续监测健康状态,也大大提高了患者的舒适度,比如糖尿病人测血糖时再也不必每天用针刺破手指取血。另外,可植入的柔性电子设备也为复杂疾病的治疗如帕金森、癫痫、抑郁症等提供了新的治疗手段。

柔性电子是人工智能的基础支撑

如今,人工智能时代已经到来,柔性电子是人工智能的基础支撑,将引领和拓展人工智能技术在更多领域的应用。比如,柔性人工神经形态芯片可实时模拟人类大脑进行学习与高速运算,从而满足人工智能技术对云计算等超强处理算法的硬件需求。柔性电子的智能化特质,使得其在未来信息技术中具有不可替代的作用。

黄维指出,柔性电子是我国具有优势的研究领域,我国在一些关键方面已经取得创新与突破。在新一轮科技革命和产业变革中,柔性电子将是我国自主创新引领未来的重要战略机遇。我们应把握住柔性电子这一产业,立足于前瞻性基础研究,凝练提出重大科学问题,寻求重大理论突破,掌握核心关键技术,产出引领性原创成果,提高我国相关学科原始创新和自主创新能力。

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