유연한 전자장치, 끊임없이 당신의 인식을 새롭게 합니다

제2회 국제 유연 전자공학 학술대회에서 연구개발 인력들은 현장에서 원할 때 크림프하고 구부릴 수 있는 초박형 플렉시얼 칩을 선보였습니다.

얼마 전, 화웨이의 첫 접이식 스크린 휴대폰이 뜨거운 화제의 중심이 되었습니다. 정사각형이고 단단하며 되돌릴 수 없는 스크린을 어떻게 접나요? 사실 접이식 스크린은 유연한 전자 기술의 축적에서 개발된 일종의 유연한 스크린일 뿐이며, 사람들의 인식을 끊임없이 새롭게 하고 형태와 기능 모두에서 새로운 경험을 제공합니다.

실제로 유연한 전자장치는 화면을 접을 수 있는 것뿐만 아니라, 앞으로 유연한 전자제품은 휴대폰, 태블릿, TV 등 일상 전자제품 개발부터 의료, 정보, 에너지, 국방 분야로 발전할 것입니다. 최근 개최된 제2회 국제 유연전자학회에서 중국과학기술협회가 주최한 '매운 살롱' 살롱 행사는 유연한 전자기술의 발전에 초점을 맞추었으며, 많은 산업 전문가와 학자들을 초청하여 유연한 전자장치가 인류의 미래를 어떻게 변화시킬 것인지에 대해 이야기했습니다.

"부드럽게 만들기 위해" 모든 인터넷을 돕기 위해

"인간-컴퓨터 상호작용"은 인간이 컴퓨터로 적응하는 과정을 생생하게 설명하는 마법 같은 단어입니다. 현재 과학자들은 유연한 전자 장치를 매개체로 사용하여 사람과 외부 세계 간 정보 전달 시스템을 구축하려 노력하고 있습니다.

유연한 전자공학의 개념은 유기적 전자공학 연구에서 유래할 수 있습니다. 1980년대부터 사람들은 실리콘과 같은 무기 반도체를 유기 반도체로 대체하려 시도했으며, 이는 유기 전자 소자가 유연한 특성을 갖도록 하기 위함입니다.

2006년, 과학계는 연성 무기 유연 전자의 개념을 처음 제안했으며, 취성 실리콘 필름의 경우 전자적 특성을 변경하지 않고 유연성과 연성을 달성했습니다. 이후 일부 최적화된 구조 설계가 도출되어, 전자 장치가 기계적 특성에서 더 우수해지고 신장, 비틀림, 굽힘과 같은 복잡한 변형을 견딜 수 있게 되었습니다.

시장에 다양한 접이식 화면 휴대폰 제품이 있는 상황에서, 칭화대학교 재료과학기술대학 부학장 셴양은 화면 접힘이 주로 디스플레이 소재의 유연성 때문이라고 보고 있습니다. 하지만 접이식 스크린 폰은 '소프트'하지 않습니다. 각 폰에는 수백 개의 핵심 전자 부품이 있고, 이 기기들은 여전히 단단합니다. "앞으로 이 전자 부품들의 유연성이 충분히 높다면, 휴대폰은 반으로 접히는 것뿐만 아니라 말리거나 완전히 접을 수도 있습니다."

"부드럽게 만드는 것" 즉, 새로운 형태의 전자 기기 응용을 창조하는 것입니다. "유연한 전자 기술은 전통적인 정보 장치와 시스템의 경직된 물리적 형태를 변화시키고, 정보 획득, 처리, 전송, 표시 및 에너지 유연성을 실현할 수 있습니다." 칭화대학교 유연전자기술연구센터 소장 펑쉐는 유연전자가 정보와 사람, 사물, 환경의 효율적인 통합이 모든 것이 연결된 새로운 시대를 구축하는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다.

펑쉬에는 기자들에게 유연한 전자 기술이 비침습적 혈당 측정, 광전 혈산소 센서, 좌골신경 전기 신호 획득, 피부 유사 유연 변형 센서, 탄소 나노섬유 폼 유연 압력 센서, 피부 유연 압력 센서 등 Class A 시리즈 유연 의료용 전자 제품 등 생의학 분야에서 매우 중요한 응용 분야라고 말했습니다. 등등.

전자적인 '임시방편'은 꿈이 아닙니다

공상과학 영화에서는 인간 몸에 칩을 이식해 인간 행동을 조작하는 다리를 만드는 것이 흔하다. 칩을 반창고처럼 피부에 붙여 있으면 인체에 해를 끼치지 않습니다. 받아들이겠어? 유연한 전자장치의 개발은 이 대담한 아이디어를 현실로 만들었는데, 상처 없이 의료 인식에 적용되어 많은 신체 신호와 데이터를 얻을 수 있게 되었습니다.

"예를 들어, 당뇨병 환자에게는 혈당 측정이 치료의 중요한 부분이지만, 전통적인 방법은 손가락을 묶어 하루에 여러 번 묶는 것입니다. 그리고 유연한 전자 기술을 사용해 피부 표면에 붙어 있는 혈관을 구동할 수 있습니다. 포도당 흐름과 모니터링을 해," 펑쉐가 말했다.

펑쉐에 따르면, 칭화대학교의 유연한 전자기술팀은 저렴하고 체온과 심전도 정보를 모니터링할 수 있는 유연한 전자 장치를 설계 및 대량 생산했습니다. 이 칩은 인체 표면에 유연한 모니터링 칩이 부착된 반창고 필름 모양입니다. 생리학적 지표를 무선으로 모바일 애플리케이션이나 클라우드에 업로드할 수 있어 사용자가 신체 정보를 빠르고 쉽게 이해할 수 있으며, 반복해서 사용할 수 있습니다. 현재 국가 의학 시험을 통과했습니다. 감독국과 EU CE 인증.

이러한 유연한 전자 집적 소자는 유기 반도체 및 무기 반도체 기술의 발전과 결합되어, 무기 반도체 소자는 신장성, 구부림 및 기타 변형 특성을 갖추면서 동시에 기존 무기 집적 소자 및 회로의 높은 성능과 신뢰성을 갖추게 됩니다. "유연한 전자 장치에서 온도, 변형, 가속도 및 기타 감지 요소를 통합적으로 감지하는 것은 물리적 정보를 획득할 수 있는 '몸 네트워킹'과 유사합니다; 앞으로는 신뢰할 수 있는 준비 공정, 동적 허용 및 기타 기술을 돌파해야 합니다. 도전." 첸 샤오동, 싱가포르 난양공과대학교 재료과학공학부 교수.

"이 새로운 전자 장치의 강성은 인간 조직보다 훨씬 작습니다. 따라서 인체 조직에 부착된 후 인체에 불편함을 주지 않습니다." 베이징항공우주대학교 고체역학연구소 부교수인 리위항은 연성 성능이 정확히 다음과 같다고 지적했습니다. 유연한 전자공학의 독특한 기계적 특성은 인간 장기와 조직의 매우 복잡한 표면 형태 때문에, 장치가 유연하지 않으면 연조직에 부착할 수 없습니다. 전통적인 전선은 그렇지 않습니다.

유엔 통계에 따르면, 20세기 중반까지 중국에는 60세 이상 인구가 거의 5억 명에 달할 것입니다. 인간 건강에 대한 관심은 미래 사회적 필요에 중요한 방향이 되었습니다. 특히 노인의 만성 질환과 영아 징후를 실시간으로 모니터링하는 것이 이 새로운 의료기기의 중요한 응용 분야가 되었습니다.

혈압과 혈당 측정용 '반창고', 생리적 지표를 감지하는 옷, 소변 모니터링용 기저귀, 인공 근육... 이 지능형 웨어러블 기기들은 유연한 전자 기술로 제조될 예정입니다. 사람들은 원격의료를 통해 신체 건강 모니터링을 실시하고 의료비를 줄이며 대중에게 혜택을 줄 수 있습니다.

"유연한 칩 기술의 활용은 로봇이나 인간의 몸에 더 잘 맞는 가볍고 얇으며 부드러운 전자 감지 시스템을 설계할 수 있으며, 환경에 대한 인식도 더 민감해질 것입니다." 플렉시얼 일렉트로닉스 테크놀로지, 글로벌 유연 전자 및 지능형 기술 연구센터 연구개발팀장 왕보(Wang Bo)는 플렉시얼 칩이 인공지능과 의료 등 분야에 깊은 영향을 미칠 것이라고 말했습니다.

다학제적 지혜와 협력의 집합

오늘날 유연한 전자 기술은 전 세계 전자 기술 분야에서 연구 중심지가 되었습니다. "호주의 유연한 전자 기술 연구는 주로 태양전지에 집중되어 있으며, 유연한 전자 기술을 활용해 인쇄 및 태양광 전지 및 기타 제품에 인쇄하는 데 중점을 두고 있습니다." 퀸즐랜드 대학교 교수이자 호주 과학 아카데미 회원인 폴 본은 유연한 전자 기술 개발을 위해서는 서로 다른 학문 분야의 사람들이 서로 배우고 공통점을 모색하며 차이를 제기하고 협력을 촉진하고 혁신과 연구 성과를 촉진해야 한다고 믿습니다.

이번 컨퍼런스에서 유연 전자 및 지능형 기술 글로벌 연구 센터의 연구개발팀은 임의로 크림핑 및 굽힐 수 있는 초박형 유연 칩 두 가지를 발표했습니다. 두 칩 모두 두께가 25마이크론 미만이고 머리카락 한 올의 지름의 4분의 1도 안 됩니다.

개발자는 현장에서 두 개의 유연한 칩으로 구성된 유연한 마이크로시스템 기능을 시연했습니다. 두 가지 유연한 칩은 연산 증폭기 칩과 블루투스 SoC 칩으로, 연산 증폭기 칩은 아날로그 신호를 증폭하고, 블루투스 SoC 칩은 프로세서와 블루투스 무선 통신을 통합합니다. 기존 칩과 비교했을 때, 새로 출시된 유연한 칩은 매우 얇을 뿐만 아니라 매우 유연합니다. 두 손가락 사이에 끼워서 살짝 꼬집으면, 유연한 칩이 곡선으로 휘어지지만 손상되지는 않습니다.

하지만 펑쉐는 유연한 전자 기술 개발이 아직 초기 단계이며, 가장 큰 특징은 다학제적 교차점으로, 다양한 산업과 분야의 사람들이 서로 충돌하여 다양한 아이디어와 해결책을 제시한다고 지적했습니다.

첸샤오둥의 관점에서 미래의 유연한 센서는 5G 시대 발전에서 중요한 위치를 차지할 것입니다. "이 장치는 구부릴 수 있고 확장 가능한 상태로 만들어졌어. 몸과 팔에 감각이 없으며, 인체에 관한 모든 데이터를 제공할 수 있습니다. 이것이 미래의 유연한 센서를 위한 과학자들의 더 높은 영역이자 추구입니다."

이에 따라 유연전자기술협력혁신센터와 칭화대학교 유연전자기술연구센터는 공동으로 Flex.net 학술연합 설립을 시작하였습니다. 이 동맹은 모든 당사자의 우수한 자원과 혁신력을 통합합니다. 다음 단계는 공동건설, 공유, 공유를 통해 유연한 전자기술 산업-대학-연구 생태계를 구축하고, 실험실에서 산업화까지 유연한 전자 기술을 적극 촉진하는 것입니다. (기자 궈징위안)