끊임없이 인식을 새롭게 하는 유연한 전자 장치

제2회 플렉시블 일렉트로닉스 국제컨퍼런스에서 R&D 담당자들은 마음대로 압착하고 구부릴 수 있는 초박형 플렉시블 칩을 현장에서 선보였습니다.

얼마 전, 화웨이의 첫 번째 폴더블 스크린 휴대폰이 뜨거운 토론의 초점이 되었습니다. 정사각형, 단단하고 되돌릴 수 없는 화면을 접는 방법은 무엇입니까? 사실, 폴딩 스크린은 유연한 전자 기술의 축적으로 개발 된 일종의 유연한 스크린 일뿐입니다 - 끊임없이 사람들의인식을 새로 고치고 모양과 기능 모두에서 새로운 경험을 가져올 것입니다.

인생에서 유연한 전자 장치는 화면을 접을 수만 있는 것이 아닙니다. 미래에는 휴대폰, 태블릿, TV와 같은 일상 전자 제품 개발에서 의료, 정보, 에너지 및 국방에 이르기까지 유연한 전자 제품이 개발될 것입니다. 최근 개최된 제2회 플렉시블 전자 국제 컨퍼런스에서 중국 과학 기술 협회가 시작한 "스파이시 스파이시" 살롱 행사는 플렉시블 전자 기술 개발에 중점을 두고 많은 업계 전문가와 학자를 초대하여 플렉시블 전자 제품이 인류의 미래를 어떻게 바꿀 것인지에 대해 이야기했습니다.

"부드럽게"하여 모든 것의 인터넷을 돕습니다.

"인간-컴퓨터 상호 작용"은 인간이 컴퓨터에 적응하는 과정에서 컴퓨터에서 컴퓨터로 적응하는 과정을 생생하게 설명하는 마법의 단어입니다. 현재 과학자들은 유연한 전자 장치를 매개체로 사용하여 사람과 외부 세계 간의 정보 전달 시스템을 구축하려고 노력하고 있습니다.

플렉시블 일렉트로닉스의 개념은 유기 전자공학의 연구로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 1980년대를 기점으로 사람들은 실리콘과 같은 무기 반도체를 유기 반도체로 대체하려고 시도했고, 그 결과 유기 전자 소자는 유연한 특성을 갖게 되었습니다.

2006년 과학계는 연성 무기 유연 전자의 개념을 처음으로 제안했으며, 취성 실리콘 필름의 경우 전자적 특성을 변경하지 않고 유연성과 연성을 달성했습니다. 나중에, 몇 가지 최적화 된 구조 설계가 도출되어 전자 장치의 기계적 특성이 더 우수하고 스트레칭, 비틀림 및 굽힘과 같은 복잡한 변형을 견딜 수 있습니다.

시장에 나와 있는 다양한 접이식 스크린 휴대폰 제품을 고려할 때 칭화대학교 재료과학기술대학 부학장인 Shen Yang은 화면 접기가 주로 디스플레이 재료의 유연성 때문이라고 믿습니다. 그러나 폴더블 스크린 전화기는 각 전화기에 수백 개의 주요 전자 부품이 있고 이러한 장치는 여전히 견고하기 때문에 "부드럽지" 않습니다. "미래에는 이러한 전자 부품의 유연성이 충분히 높으면 휴대폰을 반으로 접을 수 있을 뿐만 아니라 완전히 접거나 접을 수도 있습니다."

"부드럽게하는 것"은 새로운 형태의 전자 장치 응용 프로그램을 만듭니다. "유연한 전자 기술은 전통적인 정보 장치 및 시스템의 경직된 물리적 형태를 변화시키고 정보 수집, 처리, 전송, 디스플레이 및 에너지 유연성을 실현할 수 있습니다." 칭화대학교(Tsinghua University)의 플렉시블 일렉트로닉스 기술 리서치 센터(Flexible Electronics Technology Research Center) 소장인 펑 쉐(Feng Xue)는 플렉시블 전자공학은 정보를 촉진하고 사람, 사물 및 환경의 효율적인 통합은 모든 것이 연결된 새로운 시대를 건설하는 데 도움이 될 것이라고 말했다.

Feng Xue는 기자들에게 유연한 전자 기술이 비침습적 혈당 측정, 광전 혈액 산소 센서, 좌골 신경 전기 신호 획득, 피부와 같은 유연한 변형 센서, 탄소 나노섬유 폼 유연한 압력 센서, 피부 유연한 압력 센서와 같은 클래스 A 시리즈의 유연한 의료 전자 제품을 포함하여 생물 의학 분야에서 매우 중요한 응용 분야라고 말했습니다. 등등.

전자 "반창고"는 꿈이 아닙니다.

공상 과학 영화에서는 인간의 행동을 조작하는 다리를 얻기 위해 인체에 칩을 이식하는 것이 일반적입니다. 그리고 칩을 반창고처럼 피부에 붙이면 인체에 해를 끼치 지 않습니다. 당신은 그것을 받아들이시겠습니까? 플렉시블 전자 장치의 개발로 이 대담한 아이디어가 현실로 실현되었으며, 상처 없이 의료 인식에 적용되고 많은 신체 신호와 데이터를 얻을 수 있습니다.

"예를 들어, 당뇨병 환자의 경우 혈당 모니터링이 치료의 중요한 부분이지만 전통적인 방법은 하루에 여러 번 손가락을 묶고 묶는 것입니다. 그리고 우리는 혈관이 피부 표면에 붙어 있는 한 혈관을 구동하기 위해 유연한 전자 기술을 사용할 수 있습니다. 포도당이 흐르고 모니터링됩니다"라고 Feng Xue는 말했습니다.

Feng Xue에 따르면 Tsinghua University의 유연한 전자 기술 팀은 저렴하고 체온 및 ECG 정보를 모니터링할 수 있는 유연한 전자 장치를 설계하고 대량 생산했습니다. 인체 표면에 유연한 모니터링 칩이 부착된 반창고 모양입니다. 생리적 지표를 모바일 애플리케이션이나 클라우드에 무선으로 업로드할 수 있어 사용자가 신체 정보를 빠르고 쉽게 이해할 수 있으며 반복적으로 사용할 수 있습니다. 현재 국민 의학을 통과했습니다. 감독국 및 EU CE 인증.

이와 같은 유연한 전자 집적 소자는 유기 반도체 및 무기 반도체 기술의 발전과 결합되어 무기 반도체 소자는 신축성, 구부림 및 기타 변형 특성의 특성을 가지며 동시에 전통적인 무기 집적 소자 및 회로의 고성능 및 높은 신뢰성을 갖습니다. "유연한 전자 장치에서 온도, 변형률, 가속도 및 기타 감지 요소를 통합적으로 감지하는 것은 물리적 정보를 획득할 수 있는 '신체 네트워킹'과 같습니다. 앞으로는 신뢰할 수 있는 준비 프로세스, Dynamic Tolerance 및 기타 기술을 돌파해야 합니다. 도전하세요." 첸 샤오동(Chen Xiaodong), 싱가포르 난양기술대학교(Nanyang Technological University) 재료과학공학부 교수.

"이 새로운 유형의 전자 장치의 강성은 인체 조직의 강성보다 훨씬 작습니다. 따라서 인체 조직에 부착된 후 인체에 불편함을 일으키지 않습니다." 베이징 항공 우주 대학의 고체 역학 연구소 부교수 인 Li Yuhang은 연성 성능이 정확하다고 지적했습니다. 인체 장기와 조직의 매우 복잡한 표면 형태 때문에 유연한 전자 장치의 독특한 기계적 특성은 장치가 가단성이 아닌 경우 연조직에 부착 할 수 없습니다. 그리고 이것은 전통적인 전선의 경우가 아닙니다.

유엔 통계에 따르면, 금세기 중반까지 중국의 60세 이상 인구는 거의 5억 명에 달할 것이다. 인간의 건강에 대한 관심은 미래의 사회적 요구에 대한 중요한 방향이 되었습니다. 특히 노인의 만성질환 및 유아 징후를 실시간으로 모니터링하는 것은 이 새로운 의료기기의 중요한 응용 방향이 되었습니다.

혈압과 혈당을 측정하기 위한 '반창고', 생리적 지표를 감지하기 위한 옷, 소변을 모니터링하기 위한 기저귀, 인공 근육... 이러한 지능형 웨어러블 장치는 유연한 전자 기술로 제조될 것입니다. 사람들은 또한 원격 의료를 통해 신체 건강 모니터링을 수행하고 의료 비용을 절감하며 대중에게 혜택을 줄 수 있습니다.

"플렉시블 칩 기술을 사용하면 로봇이나 인체에 더 잘 맞는 더 가볍고 얇고 부드러운 전자 감지 시스템을 설계할 수 있으며 환경에 대한 인식이 더 민감해질 것입니다." 플렉시블 일렉트로닉스 테크놀로지(Flexible Electronics Technology), 글로벌 플렉시블 일렉트로닉스 및 인텔리전트 테크놀로지 리서치센터(Global Research Center for Flexible Electronics and Intelligent Technology) R&D 팀장인 왕 보(Wang Bo)는 플렉시블 칩이 인공지능과 의료와 같은 분야에 계속해서 지대한 영향을 미칠 것이라고 말했다.

다학제적 지혜와 협력의 집합체

오늘날 유연한 전자 기술은 전 세계 전자 기술 분야의 연구 핫스팟이 되었습니다. "플렉시블 전자 기술에 대한 호주의 연구는 주로 태양 전지에 초점을 맞추고 있으며, 플렉시블 전자 기술을 사용하여 태양 전지 및 기타 제품에 인쇄 및 인쇄를 달성합니다." 퀸즐랜드 대학교(University of Queensland)의 교수이자 호주 과학 아카데미(Australian Academy of Sciences)의 회원인 폴 본(Paul Bourne)은 유연한 전자 기술의 발전을 위해서는 서로 다른 분야의 사람들이 서로에게서 배우고 공통점을 찾는 동시에 차이점을 유보하여 더 많은 협력을 촉진하고 더 많은 혁신과 연구 결과를 촉진해야 한다고 믿습니다.

이번 컨퍼런스에서 Center for Flexible Electronics and Intelligent Technology Global Research의 R&D 팀도 임의로 압착 및 구부릴 수 있는 두 개의 초박형 플렉시블 칩을 출시했습니다. 두 칩 모두 두께가 25미크론 미만이고 단일 머리카락 직경의 1/4 미만입니다.

개발자는 현장에서 두 개의 유연한 칩으로 구성된 유연한 마이크로시스템 기능을 시연했습니다. 두 개의 유연한 칩은 연산 증폭기 칩과 Bluetooth SoC 칩으로, 연산 증폭기 칩은 아날로그 신호를 증폭할 수 있고 Bluetooth SoC 칩은 프로세서와 Bluetooth 무선 통신을 통합합니다. 기존 칩과 비교하여 새로 출시된 플렉시블 칩은 매우 얇을 뿐만 아니라 매우 유연합니다. 두 손가락 사이에 끼우고 부드럽게 꼬집으면 유연한 칩이 곡선으로 구부러지지만 손상되지는 않습니다.

그러나 Feng Xue는 유연한 전자 기술의 개발이 아직 초기 단계에 있으며 가장 큰 특징은 여러 분야의 교차점으로 다양한 산업과 분야의 사람들을 끌어들이고 서로 충돌하여 다른 아이디어와 솔루션을 제공한다는 점을 지적했습니다.

Chen Xiaodong의 견해에 따르면 미래의 유연한 센서는 5G 시대의 발전에서 중요한 위치를 차지할 것입니다. "장치는 구부릴 수 있고 확장할 수 있는 상태로 만들어졌습니다. 몸과 팔에 느낌이 없으며 인체에 대한 모든 데이터를 제시할 수 있습니다. 이것은 더 높은 영역이며 미래의 유연한 센서를 위한 과학자들이 추구해야 할 일입니다."

이와 관련하여 Flexible Electronics Technology Collaborative Innovation Center와 Tsinghua University Flexible Electronics Technology Research Center는 공동으로 Flex.net Academic Alliance 설립을 시작했습니다. 이 동맹은 모든 당사자의 우수한 자원과 혁신력을 통합합니다. 다음 단계는 공동 구축, 공유 및 공유를 통해 유연한 전자 기술 산학 연구 생태계를 구축하고 실험실에서 산업화에 이르기까지 유연한 전자 기술을 적극적으로 추진하는 것입니다. (궈징위안(郭景元) 기자)