上海交大在人體貼合發(fā)光材料與器件領(lǐng)域取得新進展
作者：山東LED顯示屏廠家 發(fā)布時間：2024-01-16 19:40 瀏覽次數(shù) :
一、研究背景：
電子器件已從剛性發(fā)展到柔性。在過去十年中，柔性電子器件已在能量收集和存儲、健康傳感、疾病監(jiān)測和治療，以及最新的智能輔助控制系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。與人體貼合的發(fā)光器件將成為下一代柔性電子器件中重要的人機交互界面。由于生物系統(tǒng)是柔軟、復(fù)雜和動態(tài)的，因此這些發(fā)光器件的機械性能必須與人體相匹配，為滿足這一要求，需要對發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)和材料進行精心設(shè)計。
二、文章簡介：
近日，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、張江高等研究院張智濤副教授發(fā)表綜述論文系統(tǒng)性地總結(jié)了可穿戴發(fā)光織物、可貼合發(fā)光電子皮膚和可植入發(fā)光生物器件三種與人體貼合的發(fā)光器件的最新研究進展，重點討論了發(fā)光材料與器件的設(shè)計策略及相關(guān)應(yīng)用，并強調(diào)了目前提高器件性能、推廣實際應(yīng)用所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)和問題。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature Photonics上，張智濤副教授為論文的第一作者與通訊作者，上海交通大學(xué)為論文第一完成單位。
三、研究內(nèi)容：
目前，與人體貼合的發(fā)光器件主要可分為三種：可穿戴發(fā)光織物、可貼合發(fā)光電子皮膚和可植入發(fā)光生物器件。
可穿戴發(fā)光織物必須在實現(xiàn)高性能電致發(fā)光的同時兼?zhèn)渫笟?、可變形、舒適的特性。論文重點討論了構(gòu)建纖維狀發(fā)光器件以及將其編織到織物中的方法，同時對每種方法的優(yōu)缺點及相關(guān)應(yīng)用進行了總結(jié)與比較，并強調(diào)了纖維狀發(fā)光器件當前面臨的挑戰(zhàn)。
上海交大在人體貼合發(fā)光材料與器件領(lǐng)域取得新進展
圖1. 可穿戴發(fā)光紡織品。
可貼合發(fā)光電子皮膚需要滿足超薄、柔軟、可拉伸的特性，以高度貼合皮膚承受各種形變。作者在文中比較討論了一系列具有優(yōu)異光學(xué)、電學(xué)和機械特性的可拉伸發(fā)光電子皮膚器件的材料設(shè)計與器件制備方法，并總結(jié)了可貼合發(fā)光電子皮膚在顯示照明、光學(xué)成像、光電通訊等領(lǐng)域的應(yīng)用研究進展。
上海交大在人體貼合發(fā)光材料與器件領(lǐng)域取得新進展
圖2. 可穿戴發(fā)光電子皮膚。
可植入發(fā)光生物器件要求各電子元件的機械特性也應(yīng)與生物組織相匹配，以形成有效的界面，同時兼?zhèn)渖锵嗳菪院臀⑿突?。文章重點從無線供電、多通道和生物可降解等多種不同特性入手，介紹了不同可植入發(fā)光器件制備策略的最新進展及其在生物醫(yī)療領(lǐng)域的目標應(yīng)用。
上海交大在人體貼合發(fā)光材料與器件領(lǐng)域取得新進展
圖3. 可植入發(fā)光生物器件。
通過合理的材料設(shè)計，具有人體形變適應(yīng)性的發(fā)光材料和器件取得了顯著的研究進展。然而，這些發(fā)光材料和器件的實際應(yīng)用還面臨著一些關(guān)鍵性挑戰(zhàn)，如器件亮度的提升、分辨率的提高、多通道控制、生物可降解性的可控實現(xiàn)等，作者在文末就上述難點提出了一系列可能的解決思路。
四、致謝：
這項工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、上海市科委、上海交通大學(xué)的資助。
