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智能穿戴进化中 柔性电子皮肤离我们有多远?
发表时间:2016年10月24日 08:01 来源:新浪网 责任编辑:编 辑:麒麟

为了实现软性装置,半导体材料的选用至为关键。无机半导体材料电子移动度高,是有机材料的 10~1,000 倍,可低电压驱动;在空气及水中都较为安定,能进行任何动作;并且已经有利用硅制程集成化的技术。然而缺点在于用结晶成长技术制作几乎不可能实现大面积与低价格,且材料坚硬不适合用在软性装置。

至于有机半导体材料,不但材质柔软,还可适用于印刷技术,能大面积低价格量产。但缺点则是电子移动度低,必须用高电压驱动;且在空气及水中都不安定。

无机vs有机

一部分人建议,通过将无机材料‘纳米化’,可以改善僵硬并缺乏机械柔软性的问题。利用奈米碳管(CNT)电子移动度高、安定性佳、可大量合成的特点,能够制作出性能优异的複合材料。由于奈米材料主要带有负电荷,经由带正电荷的单分子层修饰基板的表面,可实现奈米材料的高密度转印。

是不是有些深奥,其实简单的说就是有无机材料不可能制造出低价格的可穿戴装置,而有机材料不稳定。相比之下,无机+纳米可以实现低价格的穿戴装置,可穿戴设备也会迎来第二春。

应用场合百百种 但离量产尚远

利用无机材料纳米化的技术,能够制造出测量触觉、摩擦及温度的‘电子皮肤’;或是能侦测人体心跳、血糖及含氧量并自动注射药液的‘智能检测’。加上无线传输,还能将检测数据记录至手机或云端。智能穿戴设备可以应用的场合有上百种。

此外,像是装设在小型救灾机器人上的‘电子触控’,能让机器人穿梭在灾害现场障碍物空隙间,扫描获取情报。而若是能达成大面积轻量化,最实际的应用是设置在交通工具或建筑物上,检测有无形变发生,以预防大型事故。

柔性电池

不过,智能穿戴产品,在其他任何情况下的时候,这些可穿戴产品都需要额外供电才能生效。这意味着需要用电池之类的东西来驱动它。但在目前的条件下,“电源”可以说是代表着轻柔、舒服、像皮肤这些特质的对立面的元件。

受限于可穿戴设备狭小的体积,电池容量不足、充电时过热已经成为了行业发展受阻的罪魁祸首。自去年起,国内外有关柔性电池的传闻便源源不断,但现在看来真正有能力解决这一问题还没有真正出现,不过相信这项堪称伟大的技术革命已离我们越来越近。虽然软性穿戴离我们还很遥远,但是足以期待下。

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