可伸缩电子产品的未来

根据发表在《先进材料科学与技术》上的一篇评论，可伸缩电子技术正在成为下一代可穿戴设备的一项有前途的新技术。

图1：广泛的可伸缩电子器件正在被研究，包括这种薄膜晶体管矩阵，显示松弛（L）和拉伸到约60%（R）。晶体管参数在拉伸到140%时几乎保持不变。（学分：松下，N.等人自然交流。2015年7月25日/创意公地）

图2：该太阳能电池可以拉伸（L）或扭曲（R），而不会降低性能。（学分：Nam，J.等人科学报告。2017年8月8日/Creative Commons）

该技术在医疗、能源和军事领域有许多可能的应用。但在寻找合适的材料和制造方法方面，仍存在一些挑战。根据评论作者、武汉大学材料科学家魏武（音译）的说法，制造可伸缩电子产品的最大挑战是，在保持性能的同时，每个部件必须能够承受压缩、扭曲和应用到不平坦的表面上。

正在开发许多不同的可伸缩电子元件。例如，低成本的可拉伸导体和电极是由银纳米线和石墨烯制成的。一个紧迫的技术问题是需要可伸缩的能量转换和存储设备，如电池。锌基电池是很有前途的候选者；然而，要使其在商业上可行，还需要做更多的工作。

电池的替代品是可伸缩纳米发电机，它可以从各种自由可用的振动（如风或人体运动）中产生电能。可伸缩太阳能电池也可用于为可穿戴电子设备供电。

通过集成多个可伸缩组件（如温度、压力和电化学传感器），可以创建一种类似人体皮肤的材料，该材料可以使用汗液、眼泪或唾液的信号进行实时、无创的医疗保健监控，也可以用于智能假肢或带Enhan的机器人。CED感知能力。然而，目前人工皮肤的制作仍然是费时且复杂的。

目前有两种主要的制造可伸缩电子产品的策略。第一种是使用本质上可拉伸的材料，如橡胶，它能承受大变形。然而，这些材料有局限性，如高电阻。

第二种方法是采用创新设计使非柔性材料具有可伸缩性。例如，像硅这样的易碎半导体材料可以在预拉伸表面上生长，然后压缩，产生屈曲波。另一种策略是使用软金属或液态金属等柔性互连将刚性导电材料的“孤岛”连接在一起。折纸启发的折叠技术可以用来制造可折叠的电子设备。将来，可伸缩电子设备可能会通过新的功能得到增强，例如无线通信、自充电甚至自愈。

实验室测试后的下一步是将可伸缩电子设备推向市场。评论作者总结说，这需要更便宜的材料和更快、可扩展的制造方法。