让中国的柔性电子爆发硬核电

2020-06-22 15:28 来源:人民日报海外版

目前,新技术革命和产业转型势头强劲。我们已经得出结论,未来将是一个“碳基材料的光电过程”(或“碳光”),以及石墨烯、碳基纳米材料、有机聚合物材料、激光和光通信、光存储、光显示等的时代。将成为它的显著特征。“碳基材料的光电过程”催生了柔性电子和柔性电子产业,为它们的发展开辟了非常广阔的空间。它将深刻改变人类的生产、生活和思维方式。

随着信息电子和医疗保健等大量光电设备的灵活性,柔性电子应运而生。它以柔性材料为基础,以柔性电子器件为平台,以光电技术应用为核心。它是在物理、化学、材料科学与工程、力学、光学工程、生物学、生物医学工程、基础医学等学科高度交叉融合的基础上形成的一种颠覆性科技创新形式。它在明显的机械灵活性上超越了传统的电子信息系统,为新一代信息技术革命和智能制造时代的发展提供了新的机遇。

与传统电子技术相比,柔性电子技术是一种在柔性/韧性塑料或薄金属衬底上制造有机/无机电子器件的新电子技术。它是一种柔软、轻便、透明、便携、灵活的电子设备,可以大面积应用,大大扩展了电子设备的应用范围。柔性电子将人工智能、材料科学、泛物联网、空间科学、健康科学、能源科学和数据科学深度融合,引领信息技术、医疗保健、航空航天、可再生能源等领域的新变革,推动相关产业实现新突破。

柔性电子技术是电子技术的一场全新革命。美国、欧盟、澳大利亚、日本、韩国和新加坡等政府机构、高等院校和科研机构纷纷投入大量资金和人力建立研究中心和技术联盟,重点支持柔性显示器、柔性电子器件、医疗保健等领域的研究和产业化。他们在柔性显示器和照明、柔性能源电子、柔性生物电子和柔性传感器领域取得了领先地位。

近年来,中国已将新一代信息产业、先进材料、生物技术、可再生能源等与柔性电子密切相关的产业纳入国家战略性新兴产业。北京大学、清华大学、东南大学、华南理工大学、华东理工大学、中国科学院纳米技术与仿生学研究所等机构在生物电子学和柔性传感领域取得了一定的科研成果。复旦大学、南京邮电大学、南京工业大学、厦门大学、南京信息工程大学和福建师范大学先后建立了先进材料和柔性电子研究基地,取得了国际领先的研究成果。西北工业大学建立的柔性电子研究所(柔性电子前沿科学中心)已成为新时期西部地区吸引优秀人才的学科高地。特别值得一提的是,近年来,南宫和南油柔性电子的研究团队取得了重大突破,包括“化学与材料科学十大热点前沿”中的有机超长余辉材料研究、“中国大学十大科技进步”中的“高效钙钛矿发光器件研究”、无墨无水印刷的彩色“碳纸”、保鲜效果无限的“层状钙钛矿电池”、回归有机半导体本质的“有机纳米聚合物”。相关成果先后在国际顶级学术期刊上发表,受到业内和业外的广泛关注。

柔性电子的研究成果正在转变成一股颠覆性的创新力量,引领着中国信息技术的变革和发展。柔性电子不断涌现的产品将无处不在,在柔性发光显示器、柔性能源设备、柔性电子标签、柔性电子皮肤等方面发挥主导和支撑作用,改变人类的生活方式。例如,柔性电子显示器像报纸一样,可以随时打开、卷曲或折叠,使手机和电视等消费电子产品更新颖、更便携。基于柔性电子技术的薄膜太阳能电池板可以满足大功率发电的需要,并且可以集成在衣服上为随身携带的小电器提供能量。柔性电子标签可用作钞票、食品等的防伪标签,以及安全标志和加密信息传输。“电子皮肤”不仅具有皮肤的柔韧性和弹性,还能把作用于其上的外力或热量转化为电信号,进行人机信号处理。柔性发光显示器可应用于飞机、船舶、车辆、步兵制服和装备等。柔性监控设备和柔性可穿戴传感器可广泛应用于军事、医疗和单兵作战系统等领域。

柔性电子的研究领域是一片原始创新的“无人区”,这里蕴藏着丰富的科学宝藏,但也充满了荆棘和隐患。原始创新从来没有平坦的道路。科技工作者应该发扬优良传统,增强时代责任感,珍惜家庭和国家的感情,在最需要的地方为祖国做出贡献。我们要坚定创新和自信,勇于开拓,克服急功近利的心态和急功近利的心态,找准方向,坚持第一心,潜心钻研,以坐冷板凳的决心和勇于创新的精神从事科学研究。

今天,中国电子信息技术的发展正处于一个以制度创新和智能化为主导的重大变革时期。柔性电子领域的深入研究是推动创新和发展的新动力,也是中国在电子信息和智能制造领域实现弯道超车、变道甚至开放车道的重要战略机遇。我们要大力推进柔性电子学科发展,加快培养国际领先人才和团队,在重点领域和“瓶颈”领域下大力气,在前瞻性和战略性领域发挥积极作用,做新时期科技创新的排头兵!

从石器时代到信息时代,技术代代相传,伴随着人类。起源于公元前600- 300年的科学,在追求知识和重建人类认知的同时,逐渐与技术融合,使人类文明不断实现新的进步。从历史上看,以造纸、印刷、火药和指南针为代表的中国技术已经深刻地改变了世界的面貌。我们期待中国在未来以富有成效的柔性电子科技创新成果参与世界科技和世界经济新格局的塑造。

(作者是中国科学院院士、俄罗斯科学院外国院士、亚太工程组织联合会主席、西北工业大学常务副校长)