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  近年來(lái)，人們將生物材料與柔性電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以天然材料為重要、關(guān)鍵乃至核心材料，實(shí)現(xiàn)了各種新型功能化微納結(jié)構(gòu)、器件與集成系統(tǒng)——這已成為柔性電子的一個(gè)重要的前沿研究方向、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。2017年，吉林大學(xué)王麗麗副教授和中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所沈國(guó)震研究員總結(jié)了生物材料在柔性電子設(shè)備中的應(yīng)用（Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 6764-6815）。最近，他們?cè)谇捌诘墓ぷ骰A(chǔ)上，又在Advanced Functional Materials上發(fā)表了題為《植物材料在綠色電子皮膚領(lǐng)域的應(yīng)用》（Plant-Based Modular Building Blocks for “Green” Electronic Skins）的文章。

  在本次刊發(fā)的“植物材料在綠色電子皮膚領(lǐng)域的應(yīng)用”一文中，作者詳細(xì)闡述了過(guò)去幾年里，以植物（及衍生物）材料為原材料在綠色電子皮膚上的最新研究（圖1），其機(jī)械性能迅速提升，生物功能（可再生性、生物兼容性及生物可降解性）也獲得很大改善。目前來(lái)自于自然界靈感開(kāi)展柔性電子的相關(guān)研究得到廣泛關(guān)注，從植物中尋求一種前所未有的生物學(xué)材料的設(shè)計(jì)靈感將會(huì)革新新一代的信息功能材料。針對(duì)植物基功能材料應(yīng)用在綠色電子皮膚的優(yōu)勢(shì)及所面臨的挑戰(zhàn)，沈國(guó)震研究員團(tuán)隊(duì)總結(jié)了目前植物基綠色電子皮膚所獲得的最近進(jìn)展，并從植物材料的生物學(xué)性能角度出發(fā)（圖2），針對(duì)其作為支持材料，活性單元和結(jié)構(gòu)模板等方面對(duì)其未來(lái)的發(fā)展及商業(yè)化進(jìn)行了展望。

圖1. 天然植物（及衍生物）材料在電子皮膚領(lǐng)域應(yīng)用

  在性能改進(jìn)方面，植物（及衍生物）材料具有輕質(zhì)量、高柔性、高拉伸強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，使其電學(xué)性能和機(jī)械性能得到明顯的改善。以該類材料制備的電子皮膚具有優(yōu)異的探測(cè)能力對(duì)各種生理信號(hào)（壓力、溫度、濕度、肌肉運(yùn)動(dòng)、脈搏、心跳……）。在電子產(chǎn)品消費(fèi)快速產(chǎn)生的電子垃圾方面，目前已有大量低污染、高生物適應(yīng)性、可生物降解的植物材料應(yīng)用于綠色電子皮膚，充分展現(xiàn)了其良好的商業(yè)化前景并極大的減小了對(duì)環(huán)境的污染。在未來(lái)綠色電子皮膚研究工作中，進(jìn)一步探明生物材料結(jié)構(gòu)-功能-性質(zhì)之間的關(guān)系將成為未來(lái)各個(gè)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

圖2. 植物材料的生物學(xué)性能

  該成果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials, 2018, DOI: 10.1002/adfm.201804510）上，吉林大學(xué)王麗麗副教授為第一作者，中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所婁正副研究員和沈國(guó)震研究員為通訊作者。相關(guān)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的大力支持。

  論文鏈接：

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2017/cs/c7cs00278e

  https://doi.org/10.1002/adfm.201804510