一文了解柔性电子的概念

柔性电子的概念

柔性电子是一门新兴的科学技术的应用，也就是一种技术的通称，是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的新兴电子技术。建立在柔性和可延性基板之上的新兴电子技术通称为柔性电子技术。

在人们的印象中，有机材料，如塑料等，都是很好的绝缘体，很少有人会想到塑料也能导电。近年来，由于对导电高分子的研究有了新突破，有机材料可以从传统的绝缘体变成可导电的半导体，柔性电子便应运而生。现代化学等技术的发展，促进了柔性电子这样一门学科的发展。

柔性电子也会把它称为有机电子，还被叫做塑料电子、纳米电子、印刷电子、聚合体电子等等。相对于传统电子，柔性电子具有更大的灵活性，能够在一定程度上适应不同的工作环境，满足设备的形变要求。但是相应的技术要求同样制约了柔性电子的发展。首先，柔性电子在不损坏本身电子性能的基础上的伸展性和弯曲性，对电路的制作材料提出了新的挑战和要求；其次，柔性电子的制备条件以及组成电路的各种电子器件的性能相对于传统的电子器件来说仍然不足，也是其发展的一大难题。近年来，柔性电子领域的研究异常火热，使得该领域的发展日新月异并取得了长足的进展。

柔性电子的应用

柔性电子制造的关键包括制造工艺、基板和材料等，其核心是微纳米图案化（Micro- and Nanopatterning）制造，涉及机械、材料、物理、化学、电子等多学科交叉研究。

柔性电子以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如RFID、薄膜太阳能电池板、柔性显示、有机电致发光（OLED）显示与照明、化学与生物传感器、柔性光伏、柔性逻辑与存储、柔性电池、可穿戴设备、还有电子皮肤（Skin Patches）/人工肌肉等多种应用。柔性电子除整合电子电路、电子组件、材料、平面显示、纳米技术等领域技术外，同时横跨半导体、封测、材料、化工、印刷电路板、显示面板等产业，可协助传统产业，如塑料、印刷、化工、金属材料等产业的转型，提升产业附加值，因此柔性电子技术的发展必将为产业结构和人类生活带来革命性的变化。

柔性电子器件的材料

碳纳米管

碳纳米管凭借它本征载流子迁移率高的特点，导电性和机械灵活性而成为用于柔性电子学的有前途的材料，既作为场效应晶体管（FET）中的沟道材料又作为透明电极。管状碳基纳米结构可以被设想成石墨烯卷成一个无缝的圆柱体，它们独特的性质使其成为理想的候选材料。因为它们具有高的固有载流子迁移率和电导率，机械灵活性以及低成本生产的潜力。另一方面，薄膜基碳纳米管设备为实现商业化提供了一条实用途径。John A. Rogers与鲍哲楠教授分别发表了专题文章描述了基于CNT的柔性器件的处理和应用，回顾了柔性电子器件中碳纳米管的最新进展。

氧化锡

氧化锌是一种众所周知的宽带隙半导体材料（室温下3.4 eV，晶体），它有很多应用，如透明导体，压敏电阻，表面声波，气体传感器，压电传感器和UV检测器。并因为可能应用于薄膜晶体管方面正受到相当的关注。同时氧化锌还具有相当良好的生物相容性，可降解性。E.Fortunato教授介绍了基于氧化锌的新型薄膜晶体管所带来的主要优势，这些薄膜晶体管在下一代柔性电子器件中非常有前途。