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中国科学院半导体所沈国震研究员和吉林大学王丽丽副教授合作报道:植物材料在绿色电子皮肤领域的应用
2018-10-09 来源:中国流变网    点击次数:17次    

  近年来,人们将生物材料与柔性电子技术有机结合,以天然材料为重要、关键乃至核心材料,实现了各种新型功能化微纳结构、器件与集成系统——这已成为柔性电子的一个重要的前沿研究方向、应用领域和发展趋势。2017年,吉林大学王丽丽副教授和中国科学院半导体所沈国震研究员总结了生物材料在柔性电子设备中的应用(Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 6764-6815)。最近,他们在前期的工作基础上,又在Advanced Functional Materials上发表了题为《植物材料在绿色电子皮肤领域的应用》(Plant-Based Modular Building Blocks for “Green” Electronic Skins)的文章。

  在本次刊发的“植物材料在绿色电子皮肤领域的应用”一文中,作者详细阐述了过去几年里,以植物(及衍生物)材料为原材料在绿色电子皮肤上的最新研究(图1),其机械性能迅速提升,生物功能(可再生性、生物兼容性及生物可降解性)也获得很大改善。目前来自于自然界灵感开展柔性电子的相关研究得到广泛关注,从植物中寻求一种前所未有的生物学材料的设计灵感将会革新新一代的信息功能材料。针对植物基功能材料应用在绿色电子皮肤的优势及所面临的挑战,沈国震研究员团队总结了目前植物基绿色电子皮肤所获得的最近进展,并从植物材料的生物学性能角度出发(图2),针对其作为支持材料,活性单元和结构模板等方面对其未来的发展及商业化进行了展望。

图1. 天然植物(及衍生物)材料在电子皮肤领域应用

  在性能改进方面,植物(及衍生物)材料具有轻质量、高柔性、高拉伸强度和热稳定性等特点,使其电学性能和机械性能得到明显的改善。以该类材料制备的电子皮肤具有优异的探测能力对各种生理信号(压力、温度、湿度、肌肉运动、脉搏、心跳……)。在电子产品消费快速产生的电子垃圾方面,目前已有大量低污染、高生物适应性、可生物降解的植物材料应用于绿色电子皮肤,充分展现了其良好的商业化前景并极大的减小了对环境的污染。在未来绿色电子皮肤研究工作中,进一步探明生物材料结构-功能-性质之间的关系将成为未来各个领域的研究重点。

图2. 植物材料的生物学性能

  该成果发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, 2018, DOI: 10.1002/adfm.201804510)上,吉林大学王丽丽副教授为第一作者,中国科学院半导体所娄正副研究员沈国震研究员为通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金的大力支持。

  论文链接:

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2017/cs/c7cs00278e

  https://doi.org/10.1002/adfm.201804510

 
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