柔性導(dǎo)體的技術(shù)目前還未普及,主要就是還有一定的漏洞。在柔性電子設(shè)備普及到我們的生活之前,首先需要開發(fā)出具有成本效益的方法來解決反復(fù)彎曲造成對柔性導(dǎo)體損壞、形成裂紋等問題。


柔性電子的廣泛商業(yè)化和應(yīng)用前景,使全世界的研究人員一直在尋找提高其性能和耐久性的方法。從可穿戴式智能設(shè)備到太陽能電池和健康傳感器,柔性電子器件在工程領(lǐng)域大有可為。不幸的是,柔性器件通常和它們的外觀一樣脆弱;彎曲等機械變形會誘發(fā)微觀裂紋的形成和傳播,最終導(dǎo)致器件失效。


在最近的一項研究中,由韓國大邱慶北科學技術(shù)研究所的Jae Eun Jang教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種方法,可以大大提高電子器件中的關(guān)鍵部件——薄膜柔性電極和晶體管的耐久性。這個方法很簡單:取一張標準的柔性導(dǎo)電薄膜,在其上填上微米大小的孔,并以人字形的方式進行填充。



研究人員實際上是從土木工程中汲取的靈感,Jang教授解釋說。"我們偶然路過一個建筑工地時,看到了帶孔的鋼板,這些鋼板經(jīng)常被用于建筑工程中。我們知道這些帶孔的鋼板是用來減少應(yīng)力的。我們認為這種方法在微觀領(lǐng)域也可以成為一種解決方案,根據(jù)這個想法,我們開始進行實驗。" 在力學領(lǐng)域,"應(yīng)力 "一詞指的是材料的顆粒之間相互施加的力。外力會增加材料的應(yīng)力,并能誘發(fā)裂紋的形成。


在常規(guī)的薄膜柔性導(dǎo)體中,彎曲時裂紋會在隨機位置形成。但是,如果柔性導(dǎo)體上有微米大小的孔陣列,材料的應(yīng)力分布會發(fā)生變化,因此,裂紋只在孔的邊緣附近的特定位置形成,并在很短的距離內(nèi)擴散。通過模擬和實驗證明,這使得他們的柔性金屬電極能夠承受成千上萬次的彎曲運動。Jang教授說。"我們的器件能夠保持電導(dǎo)率高達30萬次彎曲,這意味著它們每天可以被彎曲80次以上,持續(xù)10年。" 更重要的是,與其他提高柔性電子器件耐久性的方法相比,所提出的方法成本低廉,而且利用顯示行業(yè)已經(jīng)采用的設(shè)備,易于采用。


來源:科技報告與資訊