??　　近日，在西班牙巴塞羅那舉辦的2019世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC）上，華為發(fā)布了首款5G折疊屏手機(jī)——HUAWEI Mate X。

　　折起來是個(gè)手機(jī)，打開是個(gè)平板，還能實(shí)現(xiàn)雙屏多任務(wù)交互瀏覽，看文檔的同時(shí)聊微信，聊微信的同時(shí)看視頻……

　　最最讓小編心動(dòng)的是鏡像拍照，被拍者也可以在副屏看到照片效果，簡直是拍照手殘黨的福音，以后可以自己看著照片調(diào)整站位和姿勢了，妹子們再不用吼不會(huì)拍照的男友了，想咋拍就咋拍，總有一個(gè)角度適合自己！

　　不過，“折疊屏”是怎么實(shí)現(xiàn)的？這款讓外貌黨種草又讓很多人望價(jià)興嘆的手機(jī)到底有著怎樣的“黑科技”呢？我們邀請了西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院的林宗瓊教授為我們解析折疊屏背后的秘密......

　　折疊屏手機(jī)為什么只能180度翻轉(zhuǎn)？

　　不同于傳統(tǒng)手機(jī)，折疊屏手機(jī)采用柔性O(shè)LED屏作為顯示面板，采用柔性聚合物（塑料材料）作為基板，不僅能折疊，屏幕還不容易摔碎。單從屏幕上講，這款手機(jī)應(yīng)該可以隨意彎折。

　　但為什么HUAWEI Mate X卻只能180度翻轉(zhuǎn)折疊呢？

　　林宗瓊教授介紹到，柔性O(shè)LED屏幕完全能夠?qū)崿F(xiàn)360度任意角度折疊，但是手機(jī)不僅僅有屏幕，還有驅(qū)動(dòng)電路、其他電器原件和電池。這部分電子元器件還未能實(shí)現(xiàn)柔性化。

　　OLED技術(shù)發(fā)明于上世紀(jì)70年代，近些年隨著對新材料等基礎(chǔ)研究的深入以及眾多跨國企業(yè)（如三星）對工藝研發(fā)的大規(guī)模投入，柔性O(shè)LED顯示技術(shù)才開始逐步商業(yè)化。我國90年代初開始進(jìn)行OLED技術(shù)積累，但因工藝制造技術(shù)有限，大屏的成品率相對不高，這也是該款折疊屏手機(jī)價(jià)格驚人的主要原因。

　　折疊屏手機(jī)為什么比傳統(tǒng)手機(jī)更健康？

　　盡管顯示器早已進(jìn)入了LED時(shí)代，但由于我們?nèi)粘Ｋ褂玫钠聊?，絕大多數(shù)都是通過深藍(lán)光甚至紫外發(fā)光的無機(jī)LED激發(fā)熒光粉，形成的混合白光，雖然有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)勢，但藍(lán)光成分較多。

　　而藍(lán)光在可見光譜中能量相對高，能夠穿透角膜、晶狀體，到達(dá)視網(wǎng)膜。自然界中對人眼損傷最大的就是中短波的、能量相對高的紫外線和藍(lán)紫光，也就是我們通常所說的“藍(lán)光危害”。

　　OLED顯示器的對比度高、飽和度好、能耗低、反應(yīng)速率快等優(yōu)勢，成為新一代顯示技術(shù)的核心。OLED顯示屏是以數(shù)千個(gè)有機(jī)電子發(fā)光二極管像素點(diǎn)為自主發(fā)光，不需要背光源，發(fā)光光譜較寬，光色柔和，可以有效地避免額外的紫外光與藍(lán)紫光對人眼的傷害，保證了我們的眼健康。

　　也許你離人生中第一個(gè)折疊屏還有17500元的距離，但柔性電子已經(jīng)并正在顛覆著我們的生活，特別是在即將步入的5G時(shí)代，隨著可穿戴設(shè)備的大量運(yùn)用，柔性電子終將徹底改變我們的生活方式。

　　在柔性電子領(lǐng)域，我校黃維院士領(lǐng)導(dǎo)的柔性電子創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)已深耕20余年，從柔性O(shè)LED核心有機(jī)半導(dǎo)體材料的合成制備到器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面做了大量引領(lǐng)性基礎(chǔ)研究。目前，已申請相關(guān)專利300余項(xiàng)，其中數(shù)十項(xiàng)已經(jīng)投入產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)與京東方和維信諾都有實(shí)質(zhì)性合作，并將有機(jī)半導(dǎo)體材料分離成立盧米藍(lán)有限責(zé)任公司，為該領(lǐng)域的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

　　除柔性發(fā)光材料外，柔性電子還與其他學(xué)科非?！鞍俅睢?，通過與生命科學(xué)、人工智能、新能源、生物制藥等交叉融合產(chǎn)生奧妙無窮、影響巨大的結(jié)果。

　　下面，讓我們一起走近西工大柔性電子研究院的“黑科技”！

　　柔性電子將改變當(dāng)前醫(yī)學(xué)診斷、治療技術(shù)

　　柔性電子與生命科學(xué)進(jìn)行交叉，可以實(shí)現(xiàn)對人體血壓、心跳、脈搏、體液等隨時(shí)、隨地監(jiān)測，并通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與大數(shù)據(jù)分析對心腦血管疾病及神經(jīng)性疾病等進(jìn)行早期診斷與干預(yù)治療。

　　林宗瓊教授介紹到，團(tuán)隊(duì)的王學(xué)文教授已開發(fā)出一款基于柔性納米材料與微結(jié)構(gòu)的高靈敏度柔性脈搏監(jiān)測傳感器（上圖a），該傳感器附著于硅膠貼片上，柔軟輕薄、不易脫落，不需要任何外部干預(yù)，簡單粘貼在脈搏上就可以通過對極微小壓力信號(hào)的監(jiān)測獲得脈搏跳動(dòng)數(shù)據(jù)（上圖c），對心腦血管疾病早期診斷、治療具有重大意義。

　　這類柔性傳感器，柔韌度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，同時(shí)伴隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，柔性健康傳感器的智能化程度更高，開啟可穿戴設(shè)備在疾病診斷與治療、人機(jī)交互界面與虛擬現(xiàn)實(shí)等多方面的應(yīng)用，催生和推動(dòng)未來顛覆性醫(yī)療技術(shù)——“無醫(yī)生疾病診斷技術(shù)”。

可穿戴健康監(jiān)護(hù)設(shè)備工作原理示意圖

　　此外，團(tuán)隊(duì)還在積極探索可植入人體的柔性電子芯片。以帕金森病治療時(shí)在其腦部植入的“腦起搏器”為例，這類可植入相對于腦部密集且極為微小的神經(jīng)元而言較大，且如果靶點(diǎn)稍有偏差，或刺激強(qiáng)度、模式不恰當(dāng)，也會(huì)出現(xiàn)肢體、面部麻木、肌肉抽搐等副作用。將人造神經(jīng)電路集成到可植入的柔性電子芯片上，在未來有望實(shí)現(xiàn)損毀神經(jīng)的修復(fù)，進(jìn)而極大提高了患者的生活質(zhì)量甚至有望徹底康復(fù)。

未來，將實(shí)現(xiàn)只要將生物智能芯片植入獨(dú)居的老人體內(nèi)，便可進(jìn)行全程適時(shí)監(jiān)控老人的各項(xiàng)生理指標(biāo)，諸如腦血栓、高血壓之類病情一旦發(fā)生顯著變化，便會(huì)經(jīng)由智能芯片第一時(shí)間發(fā)送給家人和附近的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，贏得搶救的黃金時(shí)間。

　　柔性電池讓智能可穿戴設(shè)備應(yīng)用進(jìn)入倒計(jì)時(shí)

　　為解決可穿戴器件的能源問題，儲(chǔ)能電池的柔性化迫在眉睫。林宗瓊教授還向小編介紹了團(tuán)隊(duì)在柔性電池領(lǐng)域的部分研究成果。團(tuán)隊(duì)提出了小分子半導(dǎo)體自組裝形貌的熱力學(xué)預(yù)測方法，先后在多尺度自組裝形貌調(diào)控、超薄半導(dǎo)體納米片的設(shè)計(jì)和光電存儲(chǔ)以及電化學(xué)離子存儲(chǔ)行為的研究中做出一系列獨(dú)立創(chuàng)新工作。

　　纖維狀電池

　　采用碳-金屬氮化物與碳納米纖維的復(fù)合電極材料，應(yīng)用于柔性電池的研發(fā)，該款電池壽命長、單元體積存儲(chǔ)量大，制成的纖維狀電池取得良好的儲(chǔ)電性能，兩根3毫米粗1.5厘米長的纖維狀電池可點(diǎn)亮一個(gè)LED燈泡（需3伏的輸出電壓）。

　　將類似材料附著于3平方厘米的碳纖維布上，其儲(chǔ)電量可點(diǎn)亮一個(gè)LED陣列（需3伏的輸出電壓）。

　　安全性是柔性可穿戴電池的主要挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)的林宗瓊教授和官操教授合作在基于有機(jī)/無機(jī)半導(dǎo)體材料的柔性水相電池（金屬-離子、金屬=空氣電池）等領(lǐng)域開展了卓有成效的工作。如鋅空氣電池在充電時(shí)將氫氧根離子氧化轉(zhuǎn)化為氧氣儲(chǔ)存電能，在使用時(shí)將氧氣還原釋放電能，其體積儲(chǔ)能密度效率達(dá)到了現(xiàn)有18650鋰電池的1.5倍。

　　柔軟（可彎曲、可折疊甚至可拉伸）、質(zhì)輕、透明、便攜、可大面積應(yīng)用的的柔性電子器件將使未來的信息終端融入生活，不斷涌現(xiàn)的柔性電子產(chǎn)品無處不在、無所不包，從根本上改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)、生活和娛樂方式。

　　柔性電子學(xué)以碳基柔性材料為基礎(chǔ)，柔性電子器件為平臺(tái)，光電信息為核心，是對傳統(tǒng)硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)支撐的信息科技的重大變革。西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院以柔性光電材料、半導(dǎo)體性質(zhì)、器件物理機(jī)制、器件工藝和集成中的關(guān)鍵科學(xué)問題和技術(shù)難點(diǎn)為研究對象，面向柔性神經(jīng)形態(tài)計(jì)算、新一代信息顯示、存儲(chǔ)計(jì)算、數(shù)據(jù)加密、生物傳感、健康醫(yī)療和可再生能源等應(yīng)用領(lǐng)域開展了一系列科研攻關(guān)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》（Nature）《自然.材料》（Nature.Materials）《自然.納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）《自然.光子學(xué)》（Nature Photonics）和《自然.通訊》（Nature Communications）等國際頂尖學(xué)術(shù)期刊。