현대 과학기술의 발전과 함께 정보, 신소재, 신에너지 분야, 특히 교차통합의 방향에 있어 기술적, 경제적, 사회적 패턴을 변화시킬 수 있는 중대한 영향력을 가진 파괴적인 기술들이 다수 등장하고 있다. 한 국가가 새로운 산업 변혁에서 경쟁 우위를 확보했습니다. 중국 과학자들은 정보, 생명, 재료, 재료 과학 분야의 첨단 탐사에 주력하고 보다 전략적인 기초 과학에서 돌파구를 마련하고 핵심 기술 분야에서 파괴적인 혁신을 이루기 위해 노력해야 한다. 이번 호에서는 아시아태평양공학기구연맹(Asia-Pacific Engineering Organization Federation) 회장이자 중국과학원(Chinese Academy of Sciences) 학자인 황웨이(Huang Wei)를 소개하여 파괴적 기술인 "플렉시블 일렉트로닉스(flexible electronics)"를 소개했습니다.

플렉시블 일렉트로닉스(Flexible Electronics)는 여러 학문 분야의 교차 통합에 기초한 전복적인 과학 기술이다. 기존 실리콘 기반 전자 장치의 본질적인 한계를 돌파하고 포스트 무어 시대에 장치 설계 통합, 에너지 혁명, 의료 기술 변환 등을 위한 혁신을 제공할 수 있습니다. 선도는 중국의 자주적 혁신이 미래 산업의 발전을 주도하기 위한 중요한 전략적 기회입니다.

촉구는 부드럽고 개방적입니다 : 유연성은 재료에서 나옵니다

플렉시블 전자 장치의 우수한 성능은 무엇보다도 유기 또는 무기 전자 부품의 특성을 궁극적으로 추구하는 것입니다. 핵심 부품의 "유연한" 설계는 유연한 전자 장치 제조의 핵심입니다. 현재 주로 두 가지 전략을 통해 구현됩니다.

첫째, 고유 유연성을 이용한 기능성 유기 분자 및 고분자 재료가 유연한 전자 소자 제작 단위로 사용됩니다. 예를 들어, 플라스틱(폴리머) 기판 위에 구성된 유기 발광 다이오드(OLED)는 곡면 TV, 폴더블 휴대폰 등과 같은 구부릴 수 있고 말릴 수 있는 얇은 디스플레이 화면에 널리 사용되어 왔습니다. 유기 반도체 재료 및 고분자 재료는 인쇄 전자 기술의 전자 페이스트로 사용할 수 있어 대용량, 저비용, 고효율의 유연한 전자 장치 처리 및 통합을 가능하게 합니다. 미래의 플렉시블 전자 장치의 가공 및 제조는 문서를 인쇄하는 것만큼 쉽습니다.

둘째, 단단한 무기 재료의 유연성은 재료의 미세 구조 설계에 의해 달성됩니다. 예를 들어, 재료의 크기가 마이크로 나노 규모로 줄어들면 단단한 재료 자체는 재료의 마이크로 나노 효과로 인해 구부릴 수 있는 유연성을 나타냅니다. 종이 한 장이 책보다 구부리기 쉽고, 스프링이 철사보다 더 유연한 것과 같습니다. 이 전략을 기반으로 최근 몇 년 동안 과학자들은 "S형" 금속 미세 회로를 설계 및 제조하고 이를 초박형 실리카 재료에 내장하여 유연한 신축성 있는 집적 회로를 형성했습니다.

재료의 두께가 나노미터 규모로 줄어들면 재료의 전기적 및 기계적 특성이 변경됩니다. 이론 연구 및 실험 연구에 따르면 원자 두께의 2차원 재료는 플렉시블 전자 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다. 예를 들어, 그래핀은 유연한 투명 터치 스크린에 투명 전도성 필름으로 적용되는 것으로 입증되었습니다.

원자 두께의 칼코게나이드 화합물은 유연성이 우수하고 제어 가능한 전기적 수송 특성을 가지므로 이러한 물질을 연성 전자 부품의 핵심 부품으로 만들어 고성능 연성 전자의 광물화 및 소형화가 가능하다.

단단하고 부드러움, 전면에 등장 : 재료가 장치를 결정합니다.

플렉시블 전자 장치는 플렉시블 전자 장치의 주요 형태 중 하나입니다. 마이크로 나노 처리 및 통합 기술과 결합 된 유연한 재료를 기반으로 로직 증폭, 필터링, 데이터 저장, 신호 반전, 디지털 컴퓨팅, 감지 등을 실현할 수있는 차세대 유연한 전자 부품을 설계 및 제조합니다. 긴급한 필요. 유연한 물리적 재료는 빛, 전기, 자기, 열, 힘 등과 같은 고유한 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있어 유연한 디스플레이, 데이터 암호화 및 웨어러블 감지와 같은 지능형 전자 시스템에 널리 사용되는 유연한 전자 장치를 만듭니다.

Northwestern Polytechnical University의 Flexible Electronics 연구소, Nanjing University of Technology의 Advanced Materials 연구소 및 Nanjing University of Posts and Telecommunications는 유기 전자 연구 분야에서 장기적인 작업 기반을 가지고 있습니다. 유기 반도체 pn 대역 조절 이론이 제안되고 동적 자기 조절 지능형 유기 광전 재료가 실현됩니다. 설계, 제작 및 장치 적용; 고성능 블루 오가닉 반도체 소자를 개발하여 도핑되지 않은 블루 오가닉 반도체 소자의 효율이 국제 선진 수준에 도달했습니다. 여러 세트의 유기 반도체 소자 준비 및 평가 시스템의 설계 및 처리가 완료되었습니다. 180mm 기판의 OLED 공정 파일럿 라인; 국내 최초 유기 반도체 잉크젯 프린팅 시스템, 최초의 수용성 유기 반도체 필름 잉크젯 프린팅을 개발하여 유기 반도체 박막을 대량으로 제조할 수 있도록 했습니다. 유연한 기판에 마이크로 나노 처리 기술을 개발하는 새로운 전략은 일련의 새로운 고감도 유연한 건강 센서를 개발했습니다. 수용성 유기 반도체 감지 물질을 달성하기 위한 다양하고 효과적인 전략을 설계하고, 수용성 유기 반도체 물질의 다양한 표적 분석물 민감 검출을 개발하고, 다양한 중요 분석물질에 대한 검출 및 이미징 기능을 갖춘 인광 바이오프로브 구축 및 질병 메커니즘 연구 및 질병 진단을 위한 고특이성 "양자점-생체 분자" 복합 프로브를 개발하여 새로운 분석 방법 및 이미징을 제공합니다. 기술을; 세계 최초의 무금속, 무중원소 순수 유기 반도체 Long Afterglow 재료를 개발하고 데이터 암호화 및 정보 보안에서 유기 광전자 재료의 새로운 응용 프로그램을 개발했습니다. 벌크 이종 접합 고분자 반도체 메모리 기술은 동적 특성과 입체 장애 기능화를 활용하여 쌍안정 조절을 성공적으로 실현하여 메모리 연구의 새로운 분야를 개척합니다.

위의 연구 결과는 지능형 플렉시블 전자 장치의 설계 및 제조에 중요한 이론적 지침을 제공합니다. 우리는 플렉시블 전자 분야에서 일련의 결과를 달성했지만 여전히 많은 문제와 도전에 직면해 있습니다. 새로운 유연한 기능성 재료의 설계 합성 및 물리적 특성, 고성능 플렉시블 전자 장치의 가공 및 통합을 통해 플렉시블 전자 장치의 물리적 메커니즘이 더욱 인식되어 플렉시블 전자 장치의 이론적 개선과 플렉시블 전자 산업의 급속한 발전에 중요한 지원 역할을 합니다. 동시에 전자 정보 산업 분야에서 중국의 변화와 업그레이드를 촉진하는 데에도 도움이 됩니다.

소프트는 바람을 이기고 바람과 파도를 타며 : 장치는 응용 분야에 걸쳐 있습니다.

현재 전자 정보 산업은 여전히 경직된 장치와 시스템에 의해 지배되고 있습니다. 거의 100년의 기술 축적 끝에 강성 장치는 성숙한 가공 장비, 높은 작동 속도, 높은 정확도, 높은 안정성 등을 갖추고 있습니다. 그러나 기존 실리콘 기반 전자 장치의 한계는 점점 더 무어의 법칙의 영향을 받고 있습니다. 플렉시블 전자 장치의 탄생은 고전 전자 공학의 발전에 새로운 방향을 제시하고 새로운 형태의 전자 장치의 출현을 촉발했으며 사람들의 일상 생활에 혁명을 일으킬 것입니다. 폴더블 디스플레이, 컬러블 디스플레이와 같은 플렉서블 디스플레이는 기존 사진과 영화의 표현을 변화시켜 휴대폰 및 TV와 같은 소비자 전자 제품의 형태를 더욱 새롭고 가볍게 만들 것입니다.

유연한 전자 피부는 다양한 유연한 센서를 통합하여 유연한 장치와 생물학적 중추 신경계 인터페이스를 최적화하고, 보철물이 감지 기능을 달성하도록 돕고, 로봇에 인간의 피부와 함께 또는 그 너머의 지능형 생체 공학 촉각 기능을 제공할 수 있습니다. 유연한 건강 센서를 인체에 부착하여 체온, 심박수, 심전도, 뇌파, 혈압, 땀 및 혈액 성분과 같은 건강 매개변수를 지속적으로 감지하고 관련 데이터의 지능형 분석 및 보관을 통해 인간의 건강 상태를 평가할 수 있습니다. 질병에 대한 원격 진단. 유연한 건강 모니터링 시스템은 언제 어디서나 인간의 건강 상태를 지속적으로 모니터링합니다.

플렉시블 전자 장치는 얇고 에너지 소비가 적으며 생체 적합성이 우수하고 제어 가능한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 건강 모니터링 시스템의 특성은 사람들의 일상 활동에 영향을 미치지 않고 오랫동안 인간의 피부에 부착 될 수 있습니다. 스마트 웨어러블 장치는 응용 소프트웨어와 네트워크를 무선으로 연결하고 원격 사무실과 여가의 조합을 실현하며 생리적 전기 모니터링과 같은 아이디어 제어 기술을 실현할 수 있습니다. 이식 가능한 유연한 전자 장치는 파킨슨병, 간질 및 우울증과 같은 복잡한 질병의 치료를 위한 새로운 치료법을 제공합니다.

최근 몇 년 동안 인공 지능 기술의 발전은 음성 인식, 기계적 제어 및 경제 정책 결정의 정밀도, 지능 및 효율성을 촉진했습니다. 플렉시블 일렉트로닉스는 인공지능의 기본 지원이며, 더 많은 분야에서 인공지능 기술의 적용을 주도하고 확대할 것입니다. 유연한 인공 신경 형태 칩은 학습 및 고속 컴퓨팅을 위해 인간의 두뇌를 실시간으로 시뮬레이션하여 클라우드 처리 및 기타 강력한 처리 알고리즘을 위한 인공 지능 기술의 하드웨어 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 플렉시블 전자 장치의 지능적인 특성은 미래 정보 기술에서 대체할 수 없는 역할을 합니다.

부드럽게, 그냥 천 마일을 이기십시오 : 응용 프로그램이 미래를 정의합니다

노자(老子)의 도가(道家)는 "세상은 물보다 약하고, 강하고 힘 있는 자는 이길 수 없다"고 말했다. 중국의 기술에 대한 서방 국가들의 봉쇄와 봉쇄에 직면하여 파괴적인 기술 혁신은 중요한 탈출구입니다. 탄소기반 재료와 광전 공정의 결합을 바탕으로 광전자 산업이 주도하는 유연한 전자 거대 산업을 육성하고 실리콘 기반 재료와 전자 공정의 결합을 기반으로 한 마이크로 일렉트로닉스 산업 선도 산업의 오랜 발전을 돌파해야 합니다. 이 패턴은 초고부가가치 기능을 갖춘 전략적이고 지배적이며 기둥이 있는 유연한 전자 산업의 발전을 주도하여 유연한 전자 정의의 새로운 시대를 만듭니다.

플렉시블 일렉트로닉스를 핵심으로 하여 플렉시블 일렉트로닉스, 인공지능, 재료과학, 범중개자, 우주과학, 건강과학, 에너지과학, 데이터사이언스 등 8대 핵심 기술 및 전략 기술인 '패티쉬 테크놀로지(Fatish Technology, FAMISHED)' 개발에 주력할 예정이다. 신흥 산업은 중국이 파괴적 기술 혁신의 최전선에서 앞설 수 있는 중요한 전략적 기회입니다.

방위 기술 혁신 및 항공 우주 분야에서 무기 및 장비의 지능 및 통합은 현재의 개발 추세가 되었습니다. 유연한 전자 장치는 스마트 재료, 센서, 정보 전송 및 처리와 같은 최첨단 기술을 통합하고 관련 장비 및 시스템의 지능 수준을 향상시키며 항공 우주 개발을 촉진하고 국방 현대화에 기여할 수 있습니다. 플렉시블 전자 분야의 심층적인 연구는 중국의 포괄적인 혁신과 발전을 주도하는 새로운 엔진입니다.

플렉시블 전자 장치는 "국가 동력"전략을 실천하는 중요한 방법 중 하나입니다. 플렉시블 전자공학의 다학제적 교차 연구는 전통적인 학문 간의 장벽을 허물고 혁신적인 인재 도입 및 교육 방법을 통해 새로운 프론티어 학제 간 분야의 구축 및 개발을 촉진할 것입니다. 플렉시블 전자기기를 기회로 삼아 혁신적인 시스템 건설을 실시하고 국내외 중국 어린이들의 지혜와 힘을 응축하며 각종 혁신 그룹의 인재를 고무하여 시범 역할을 이끌고 인재 혁신의 활력과 잠재력을 활용하며 인류 운명 공동체 건설에 새로운 기여를 할 것입니다.

저자는 과학기술 혁명과 산업 변혁의 새로운 라운드에서 플렉시블 전자공학은 중국의 자주적 혁신이 미래를 선도할 수 있는 중요한 전략적 기회라고 믿는다. 우리는 유연한 전자 산업의 발전을 파악하고, 미래 지향적인 기초 연구를 기반으로 하고, 주요 과학 문제를 통합 및 제기하고, 주요 이론적 돌파구를 모색하고, 핵심 핵심 기술을 마스터하고, 선도적인 독창적인 결과를 생성하고, 중국 관련 분야의 독창적인 혁신과 독립적인 혁신 능력을 향상시켜야 합니다. .
 
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