日本東京大學(xué)研究人員在柔性電子皮膚上創(chuàng)建出穩(wěn)定的聚合物發(fā)光二極管(PLED)等器件,其可發(fā)出紅、綠和藍三種顏色的光。它與電子皮膚的集成有望把人的手背未來變成顯示血氧水平的“數(shù)字屏幕”、運動員心率傳感器等,其發(fā)光效率超過以往同類產(chǎn)品的6倍,是迄今最薄且柔性足夠靈活的產(chǎn)品。該研究成果發(fā)表在最新一期的《科學(xué)進展》雜志上。
增強或恢復(fù)身體功能的電子裝置,特別是可穿戴式電子設(shè)備,需要輕薄和靈活的材料,以盡量減少對其連接到身體部位的影響。然而,到目前為止,大多數(shù)設(shè)備如毫米級玻璃或塑料基板在靈活性方面很有限,而微米級有機器件雖具靈活性但在空氣中不夠穩(wěn)定。
據(jù)《新科學(xué)家》網(wǎng)站近日報道,東京大學(xué)研究人員為此先開發(fā)出一種高質(zhì)量的保護膜,厚度小于兩微米,通過層層交替的無機和有機(聚對二甲苯)材料,使電子皮膚免受氧氣和水蒸氣的影響,且使用壽命從幾小時延長到現(xiàn)在的數(shù)天。此外,研究人員還把高度透明的銦錫氧化物(ITO)電極無損耗地粘到超薄基板上,使電子皮膚得以充當數(shù)字顯示屏。
使用新的保護膜和ITO電極,研究小組創(chuàng)建了由PLED和有機光電探測器(OPDS)組成的新器件,薄到可附著在皮膚上,并能足夠靈活地響應(yīng)身體活動帶來的扭曲和褶皺。該器件僅3微米厚,發(fā)光效率超過以前采用的超薄PLED的6倍,而且減少了熱量的產(chǎn)生和功率消耗,特別適合直接連接到身體應(yīng)用于醫(yī)療,如顯示血液中的氧濃度或脈沖率。研究人員還用紅色和綠色PLED與光電探測器結(jié)合作為演示血氧狀況的傳感器。
研究人員說,雖然電子設(shè)備通訊工具正變得越來越小,但其仍需我們攜帶。未來或可將其黏附在身體上,甚至用來監(jiān)測情緒、壓力水平或不安狀況。
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