【人民日报】黄维:让中国柔性电子爆发硬核实力(科技名家笔谈)

发布者:材料科学与工程学院、信息科学与纳米技术研究院 发布时间:2020-06-22浏览次数:15

   

    当前,新科技革命与产业变革正蓄势待发。我们研判,未来将是“碳基材料+光电过程”(或曰“碳+光”)的时代,石墨烯、碳基纳米材料、有机高分子材料,以及激光与光通信、光存储、光显示等将成为其显著特征。“碳基材料+光电过程”催生了柔性电子和柔性电子产业,并为其开辟了极为广阔的发展空间,将深刻变革人类生产方式、生活方式、思维方式。

  随着大量信息电子、健康医疗等为代表的光电器件的柔性化,柔性电子学应运而生。它以柔性材料为基础、柔性电子器件为平台、光电技术应用为核心,是一类将物理学、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基础上形成的颠覆性科技创新的形式,在表观机械柔性方面超越了经典电子信息系统,为新一代信息科技革命和智能制造时代的发展提供了全新机遇。

  相比传统的电子技术,柔性电子是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,柔软、质轻、透明、便携、可大面积应用的柔性电子器件,极大地扩展了电子器件的适用范围。柔性电子将深入交叉融合人工智能、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,进而引领信息科技、健康医疗、航空航天、再生能源等领域的新变革,带动相关产业实现新跨越。

  柔性电子技术是一场全新的电子技术革命,美国、欧盟、澳大利亚、日本、韩国、新加坡等政府机构、高等院校和科研单位争相投入大量资金与人力,建立研究中心与技术联盟,重点支持柔性显示、柔性电子器件、健康医疗等方面的研究及产业化,在柔性显示与照明、柔性能源电子、柔性生物电子和柔性传感等领域取得领先地位。

  近年来,中国把与柔性电子息息相关的新一代信息产业、先进材料、生物技术、再生能源等列入了国家战略新兴产业。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研究所等单位在生物电子和柔性传感领域取得了一定科研成果。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、福建师范大学等先后建立先进材料与柔性电子研究基地,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院(柔性电子前沿科学中心),已成为新时代西部地区吸引优秀人才的学科高地。特别值得指出的是,南工、南邮柔性电子研究团队近年来连续取得重大突破,包括被列入“化学与材料学领域十大热点前沿”的有机超长余辉材料研究、入选“中国高等学校十大科技进展”的“高效钙钛矿发光器件研究”,还有无墨喷水打印的多彩“复写纸”、无限保鲜的“层状钙钛矿电池”、回归有机半导体本质的“有机纳米聚合物”等,相关成果相继发表于国际顶尖学术期刊,引起了业内外的广泛关注。

  柔性电子研究成果正转化为引领中国信息科技变革发展的颠覆式创新力量,不断涌现的柔性电子产品将无处不在、无所不包,在柔性发光显示、柔性能源装置、柔性电子标签、柔性电子皮肤等方面起到引领和支撑作用,改变人类生活方式。比如,柔性电子显示器就像报纸一样,可随时打开、卷曲或折叠,使手机、电视等消费电子产品形态更新颖轻便;基于柔性电子技术的薄膜太阳能电池板,可满足大功率发电需要,还能集成在衣服上,为随身携带的小电器供能;柔性电子标签可用作钞票、食品等的防伪标识,也可用于安全指示牌和加密信息传递;“电子皮肤”既有皮肤的柔性和弹性,又可将外界作用于其上的力或热转换为电信号,进行人机信号处理;柔性发光显示可应用于飞机、船只、车辆、步兵制服和设备等,柔性监测设备和柔性可穿戴式传感器可广泛应用于军事和医疗以及单兵作战系统等领域。

  柔性电子研究领域是原始创新的“无人区”,既富含科学宝藏,又荆棘丛生、暗藏风险。原始创新从没有坦途,科技工作者要弘扬优良传统,强化时代责任,厚植家国情怀,在祖国最需要的地方建功立业。要坚定创新自信,敢于开拓,克服浮躁心理和急功近利心态,认准方向、坚守初心、潜心钻研,以甘坐冷板凳的定力和大胆创新的魄力从事科研工作。

  今天,中国电子信息技术发展正处于系统创新和智能引领的重大变革期,深入开展柔性电子领域研究是驱动创新发展的新引擎,是中国在电子信息、智能制造等领域实现弯道超车、换道超车、乃至开道超车的重要战略机遇。要大力推进柔性电子学科发展,加快培育国际领军人才和团队,在关键领域、“卡脖子”的地方下大功夫,在前瞻性、战略性领域打好主动仗,勇做新时代科技创新的排头兵!

  薪火相传的技术陪伴人类从“石器时代”走到“信息时代”;而发源于公元前600-前300年的科学,在追求知识、重构人类认知的同时,逐渐与技术融为一体,使人类文明不断实现新进步。历史上,中国以造纸术、印刷术、火药和指南针为代表的技术深刻改变了世界面貌;我们期待,中国未来能够以丰硕的柔性电子科技创新成果参与塑造世界科技和世界经济的新格局。

(作者为中国科学院院士、俄罗斯科学院外籍院士,亚太工程组织联合会主席,西北工业大学常务副校长,南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院院长)


来源:《人民日报海外版》(2020年06月22日  第 09 版)

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