本文首发于上海科技报
近期，可穿戴、可打印电子产品在全球范围内升温，它们都和一门名为“柔性电子”光伏材料中柔性电子技术的商业化路径是什么的学科密切相关。究竟什么是柔性电子？它将如何推动经济发展，改变人们日常生活？记者日前专访了相关专家。
突破“硅”的局限性
复旦大学教授刘冉说，传统意义上的以“硅”为原材料的集成电路芯片是刚性的，不能被弯曲，这限制了一些方面的应用。柔性电子技术的一条技术路径是，将传统材料进行改性处理，让它“变柔”，比如科学家正在进行的超薄硅和纳米硅的应用研发。另一条路径是，寻找自身“柔软”的新材料，发展新工艺，促其低成本大面积生产。
目前，科学家在柔性电子科研的各个领域都进行全力攻关。刘冉介绍，从材料角度看有基底材料、导电材料、半导体材料和介质材料，从器件角度看有薄膜场效应晶体管、薄膜存储器、柔性可印刷传感器件等。每个方面都有很多难题需要破解，比如基底材料的选择上，需要具备耐酸碱、耐高温、防水等性能。从产业化的路径上看，必须要“走通”材料—工艺—器件—系统的路径。在商用领域，有机发光二极管OLED、柔性光伏电池和OTFT驱动的柔性LCD显示器件等日臻成熟。
复旦大学教授詹义强告诉记者，与硅集成电路在芯片中“架桥铺路”“造地铁建高架”模式不同的是，柔性电子的集成是“在土地上造房子”，即在基底材料上将所有柔性电子器件“搭建”成一个系统。
三大应用值得期待
在不平整物件上的智能标签很容易脱落，在随意折叠的纸币上很难装上防伪的薄型传感器，在人体表面也难以方便装上24小时监控的器件……这一切难题都将随着柔性电子技术的发展得到解决。刘冉表示，从学术界角度看，最可能实现的柔性电子技术是显示、感知和传感三大领域的应用。
柔性显示就是可以随意折腾的显示器，例如柔性电子报纸阅读器，可以贴在车窗上、墙壁上的柔性显示器，还有可用来照明、播放电视、视频对话的柔性照明墙纸。到时，“蓬荜生辉金年会官网”的美景不只是梦想。
柔性感知主要用于医疗方面，复旦大学教授梅永丰介绍说，柔性电子“创可贴”可以24小时监测人的生理指标，在运动员和老年人两个特殊群体上的使用前景会很不错。国外的科学家走得更超前：使用柔性电子材料研发 “人造皮肤”，可以感受到被触摸，也可以感觉到温度的变化和有毒有害气体侵入。
柔性传感使用最多的领域将会出现在射频标签技术方面，同济大学教授黄佳介绍说，大范围的智能包装可以确保各类农产品、水产品的质量和服务，进而带来物流业的一次大变革。
尽管应用前景看好，但复旦大学教授仇志军认为，现有柔性电子的计算和存储能力与硅集成电路相比还有巨大的差距，两者性能差距也相当大。硅集成电路已经发展了几十年，柔性电子材料短期内不可能取代硅集成电路。黄佳认为，大批量低价的生产和稳定的性能是柔性电子产业发展的关键。目前，很多柔性电子器件在实验室已经实现了批量打印。
群雄逐鹿争夺市场
近期，可穿戴电子产品在全球热销，这是柔性电子技术在时尚领域的应用。梅永丰告诉记者，苹果推出的可感知戒指和手镯等，都得到了消费者的热捧，这既是科技概念的一种推广，也是消费者自身追求科技前沿的一个消费观的体现，时尚与科技的紧密结合，对于高科技理念的普及有促进作用。
随着柔性电子技术的发展，各种应用性的实践会蜂拥而起，群雄逐鹿的局面将不可避免地发生，很多产业的面貌可能或多或少都会发生改变。黄佳透露，目前他正在和相关企业洽谈，希望能推动柔性电子半导体器件的产业化。而复旦大学的几个科研团队在进行基础研究的同时，也在探索和思考，希望能“异想天开”，发明一些未来可能得到广泛应用的柔性电子产品。
“太多潜在的未知，注定将会产生无限的未来可能光伏材料中柔性电子技术的商业化路径是什么！而这一切对中国的科学家和企业来说，无疑是难得的机遇。在这个新兴产业中，全球目前几乎处于同一起跑线，科学界希望企业界能够积极加盟，也希望能得到政府的科研支持，使柔性电子材料成为一个高技术、高利润的产业。”刘冉教授说。
（本文写于2014年）
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