上海交大在人體貼合發光材料與器件領域取得新進展
作者：山東LED顯示屏廠家 發布時間：2024-01-16 19:40 瀏覽次數 :
一、研究背景：
電子器件已從剛性發展到柔性。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、疾病監測和治療，以及最新的智能輔助控制系統等眾多領域中得到廣泛應用。與人體貼合的發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。由于生物系統是柔軟、復雜和動態的，因此這些發光器件的機械性能必須與人體相匹配，為滿足這一要求，需要對發光器件的結構和材料進行精心設計。
二、文章簡介：
近日，上海交通大學化學化工學院、張江高等研究院張智濤副教授發表綜述論文系統性地總結了可穿戴發光織物、可貼合發光電子皮膚和可植入發光生物器件三種與人體貼合的發光器件的最新研究進展，重點討論了發光材料與器件的設計策略及相關應用，并強調了目前提高器件性能、推廣實際應用所面臨的關鍵挑戰和問題。相關研究成果發表在Nature Photonics上，張智濤副教授為論文的第一作者與通訊作者，上海交通大學為論文第一完成單位。
三、研究內容：
目前，與人體貼合的發光器件主要可分為三種：可穿戴發光織物、可貼合發光電子皮膚和可植入發光生物器件。
可穿戴發光織物必須在實現高性能電致發光的同時兼備透氣、可變形、舒適的特性。論文重點討論了構建纖維狀發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缺點及相關應用進行了總結與比較，并強調了纖維狀發光器件當前面臨的挑戰。
上海交大在人體貼合發光材料與器件領域取得新進展
圖1. 可穿戴發光紡織品。
可貼合發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異光學、電學和機械特性的可拉伸發光電子皮膚器件的材料設計與器件制備方法，并總結了可貼合發光電子皮膚在顯示照明、光學成像、光電通訊等領域的應用研究進展。
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圖2. 可穿戴發光電子皮膚。
可植入發光生物器件要求各電子元件的機械特性也應與生物組織相匹配，以形成有效的界面，同時兼備生物相容性和微型化。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光器件制備策略的最新進展及其在生物醫療領域的目標應用。
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圖3. 可植入發光生物器件。
通過合理的材料設計，具有人體形變適應性的發光材料和器件取得了顯著的研究進展。然而，這些發光材料和器件的實際應用還面臨著一些關鍵性挑戰，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基金委、科技部、上海市科委、上海交通大學的資助。
