周学昌课题组受邀在《Nature Electronics》期刊发表News & Views文章

作者: 发布时间: 2024-01-03 浏览次数: [ ]



日常生活中,我们用折叠、压缩的方式收纳衣物,以节省空间。但是电子器件能否以这种方式被压缩呢?常规的电子器件包含精细且脆弱的组件,使其容易在折叠、扭曲或压缩时受损。因此,实现可折叠、可压缩的电子器件并非易事。一种思路是设计可折叠的柔性结构:例如,可以使用激光烧蚀技术在平面器件上“画”出折叠线,通过类似折纸的方法实现折叠。然而,正如市面上现有折叠屏手机等产品所面临的问题,这种方法会产生无法抹去的折痕,影响器件的实际使用。另一种思路则是在器件中使用弹性材料作为基底、电极和其他功能性材料。但是,受限于弹性材料本身的力学、电学性质等,这类器件往往性能较弱。

近日,深圳大学周学昌课题组受邀在《Nature Electronics》期刊“News & Views”专栏撰写题为“Electronics devices that can be crumpled and stored in capsules”的文章(Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-023-01108-6。其中张耀康助理教授为文章的第一作者,周学昌教授为通讯作者。该文章评述了韩国亚洲大学Je-Sung Koh、Daeshik Kang、Seungyong Han研究团队在可折叠电子器件领域的最新研究成果(Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-023-01089-6)。该团队从蝴蝶由蛹中逐渐羽化的过程(图1a)中汲取灵感:在这个过程中,蝴蝶的翅膀从一开始柔软的皱折状态逐渐转变为光滑状态。受到这个过程启发,该团队利用异质集成结构 (heterogeneously integrated structure),将形状记忆聚合物、弹性体(聚二甲基硅氧烷)和电导性银纳米线结合在一起。这个体系通常状态下是塑性的,可以被任意揉搓、折叠。当在银纳米线网络上施加电压时,产生的焦耳热效应会推动形状记忆聚合物发生相变,进入与柔软的聚二甲基硅氧烷相匹配的弹性状态,使得整个体系变回光滑、平整的状态。这样的折叠—恢复过程在重复数百次之后也不会对该复合材料的力学、电学性能造成显著影响。该团队随后利用这种复合材料,开发出了可折皱的触控板和柔性荧光显示屏,并展示了将7 × 7 cm的触控板塞入 1 ml胶囊的收纳能力(图1b)。

最后,本评述文章肯定了亚洲大学研究团队开发出的这种新型材料在未来便携性电子设备,尤其是平板电脑和手机等设备上的潜在应用价值。同时,文章也指出,后续相关研究的重点应当是基于该材料开发出消费级的(如OLED、QLED等)可折叠显示屏。


图1、a) 蝴蝶羽化过程示意图。b)可塞入胶囊中的柔性触控板。


论文信息:

Zhang, Y.; Zhou, X.* Electronics devices that can be crumpled and stored in capsules. Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-023-01108-6


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