柔性电极的发展与应用前景

技术应用

Technical application

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中国高新科技 2019年第45期

柔性电极的发展与应用前景

1　柔性电子技术与柔性电极

随着人们生活健康等需求的不断提升以及电子科技的不断进步，柔性电子技术（Flexible Electronic Technology）应运而生，有望引起一场新的智能革命。早在2000年，美国《Science》杂志就曾将柔性电子技术与人类基因组草图、生物克隆技术等评为世界十大科技成果。近年来，因其在信息技术、可穿戴设备、植入设备、智能机器人等领域的应用日益广泛且作用凸显，已成为世界多国科学家及跨国企业争相占领的新的科技前沿高地。

相较于传统电子元器件，柔性电子的器件具有轻便、薄、柔软、可弯曲等特点，具有较高的灵活性、伸展性和弯曲性。因此对其部件，尤其是电子部件制作材料、工艺等提出了新的难度和挑战。

柔性电极是柔性电子设备的核心部件，尤其是近年来发展的柔性透明电极（Flexible Ttransparent Electrodes， FTEs）在触摸屏显示、表皮可穿戴及植入式电子设备等中均起到决定性的作用。柔性透明电极需要同时具备一定的光学透明度、导电性及可拉伸性。通常其透光性要求550 nm下可视光源穿透率在 80% 以上；其导电性要求面阻抗在 1000 Ω/sq 以下或者满足 1000S/m 的电导率。

注：A.屈曲起伏结构石墨烯膜；B.银纳米线柔性电极；

C.液态金属柔性电极；

D.PEDOT柔性电极。

图1　新型电极材料

2　柔性电极材料的发展

掺杂金属氧化物膜，例如氧化铟锡（ITO）膜，因其具有良好的光学透明性和导电性，在柔性透明电

极制作材料领域占据主导地位。但ITO膜具有一定脆性，受到弯曲、拉伸等应变力时易发生破裂，因此由其制备的柔性透明电极拉伸性能不理想。

感官知觉，更好地实现人机互动。对于植入式柔性设备，材料的良好生物相容性和生物降解性，实现使用安全，避免二次手术相关的额外风险、成本和损害是未来一段时间植入电子器件亟待解决的关键问题。

参考文献

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