研究背景
柔性电子具有柔软、可变形、质轻、便携、可大面积应用等特性，并通过大量应用新材料和新工艺产生出大量新应用，包括传感器、RFID、柔性显示、OLED发光、柔性光伏、逻辑与存储、柔性电池。柔性电子技术除了整合电子电路、功能材料、微纳制造等领域技术外，同时横跨半导体、封装、检测、材料、化工、印刷电路、显示面板等产业，将带动万亿元规模的市场，协助传统产业提升产业附加值，为产业结构和人类生活带来革命性变化。例如近年来集成了柔性传感器、柔性逻辑电路、柔性能源材料、柔性NFC的电子皮肤的研究，不仅为人工智能的发展提供了助力，也有望为智能医疗和健康监测提供更轻便全面有效的解决方案。
典型研究
PDMS、PET、PI、PU、水凝胶等有机高分子薄膜、硅薄膜、云母等无机材料以及尼龙等纺织物常被用做柔性支撑基底，将金属材料、半导体氧化物、量子点、石墨烯、碳纳米管、功能性有机小分子等被填充物或者制作在敏感基底上，即可得到功能性的柔性电子器件。特别是近年来受到广泛关注，对电子皮肤的研究不仅需要材料具有良好的电学或敏感特性还需要具有良好的机械特性，并且对样品的尺寸和柔韧性等都提出了要求。这类电子器件未来将广泛用于制作新一代可穿戴传感器、柔性太阳能电池、柔性电路、柔性显示器等，目前尚处于起步阶段，多数课题组仍集中在对柔性材料及其特性的研究。[Adv. Mater. Technol. 2017, 2, 1700053; Nature Commun, 2018, 9, 244]
典型材料
金属材料、半导体氧化物、量子点、石墨烯、碳纳米管、功能性有机小分子等都是常用的柔性敏感材料。
1. 金属材料如纳米Au等常被填充到柔性纺织物及PDMS或者硅薄膜等基底中，用于制作应变传感器、柔性电路等。[下图引自Adv. Mater. 2018, 30, 1800129]
2. 半导体氧化物因其独特的敏感特性常被引入到柔性材料中，用于制作温度、湿度、气体、紫外传感器或者太阳能电池等。[下图引自Nano Energy, 2017,31, 37-48]
3. 量子点因其独特的结构特性和发光特性常被引入到柔性基底中，用于制作传感器、LED显示器等。[下图引自ACS Nano, 2017, 11, 5992−6003]
4. 石墨烯类材料因其独特的结构和物理及化学特性，也是制作柔性能源器件和传感器等的常用材料。[下图引自Adv. Mater. Technol. 2017, 2, 1700053]
5. 有机材料具有良好的均匀性和强大的机械应力/应变性是最常用的柔性材料之一。[下图引自Adv. Mater. 2018, 30, 1704401]
设备推荐
AES-4SD柔性电子器件综合测试平台：
适用于柔性材料（石墨烯、导电高分子、水凝胶、液态金属等）、柔性器件（传感器、探测器、电池、电容器、电子皮肤、OLED等）在拉伸、挤压、弯曲和不同环境刺激（气体、湿度、光照等）状态下的应力应变及电学综合特性的分析。平台提供精准的拉伸、挤压控制，并进行同步的电学性能分析和力学监测；配置静态配气模块，支持液体蒸发配气或气体稀释配气；配置LED光源模块，可用于光敏、光电、光敏气敏等特性研究；配置CCD或相机拍照及录像，实时记录材料、器件的形状变化；可外接湿度可控的气液配气系统，精确调控密封腔体的气氛及湿度，用于气敏、湿敏等相关特性研究。
1. 设备组成
1）设备整体
2）温控拉伸台
3）LED光激发模块
2.可扩展设备
DGL-III湿度控制气液配气系统：该系统适合于直接使用各类气体气源（如NOx、H2S、CO等）或液体气源（如醇类、苯类、有机胺类、醚类、酮类等各种易挥发性液体）的动态配气。系统可选配控湿模块，既可单独进行湿度控制，也可用于配置不同湿度的各种气体。系统由微型液体蒸发器、数字式质量流量计、混气腔、防腐气路及软件等部分构成；采用全自动控制，智能化软件管理，支持浓度和流量两种工作模式，支持程序设定循环配气的浓度、湿度、流量和时间等。智能化配气软件支持气体、液体种类设置，配气流量自动分配，管道保温温度设定，液体蒸发温度设定，MFC零点校准，流量计实时流量监控等。
参考文献
[1] Youngsik Lee, Jaemin Kim, Hyunwoo Joo, Milan S. Raj, Roozbeh Ghaffari, Dae-Hyeong Kim, Wearable Sensing Systems with Mechanically Soft Assemblies of Nanoscale Materials, Adv. Mater. Technol. 2017, 2, 1700053
[2] Qilin Hua, Junlu Sun, Haitao Liu, Rongrong Bao, Ruomeng Yu, Junyi Zhai, Caofeng Pan, Zhong Lin Wang, Skin-inspired highly stretchable and conformable matrix networks for multifunctional sensing, Nature Commun, 2018, 9, 244
[3] Geng Chen, Naoji Matsuhisa, Zhiyuan Liu, Dianpeng Qi, Pingqiang Cai, Ying Jiang, Changjin Wan, Yajing Cui, Wan Ru Leow, Zhuangjian Liu, Suxuan Gong, Ke-Qin Zhang, Yuan Cheng, Xiaodong Chen, Plasticizing Silk Protein for On‐Skin Stretchable Electrodes, Adv. Mater. 2018, 30, 1800129
[4] Haoxuan He, Yongming Fu, Weili Zang, Qiang Wang, Lili Xing, Yan Zhang, Xinyu Xue,. A flexible self-powered T-ZnO/PVDF/fabric electronic-skin with multifunctions of tactile-percep
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