柔性可拉伸电子技术前景广阔
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一种新型连接器即将出现，可伸缩电子产品，彻底改变医疗保健方式。
在医学上，传感器长期以来起着主导作用。在病人医疗护理的方方面面，都发挥着重要的作用，收集数据，监测病人，并帮助医疗专业人员做出诊断和治疗决策。柔性技术一直是传感器成功扩散的关键因素，特别是在医疗市场上。医学监测水平的进步基于这些当今传感器技术的性能。 这一概念正在进一步扩展，可伸缩电子产品旨在支持传感器应用在各个领域。 可伸缩电子技术是医疗领域中利用海量传感器的关键技术之一。这些极具可塑性的新系统在传统刚性的电子元件和人体之间更适合的器件，使传感器、集成电路和无线组件能够将生物过程转换为数字信号和数据源。 可伸缩电子产品的潜力是巨大的。在2016年，特斯拉首席埃隆·马斯克创立了Neuralink，致力于开发全脑机接口。马斯克和研究人员、工程师、生物学家和神经科学家计划开发一种可植入的设备，有效地治疗严重的脑损伤。最近他声称，这种设备可以在不到四年的时间内投放市场。该公司计划将重点转移到进一步开发治疗设备背后的使能技术，使其成为能够通过无线连接到云的“全脑接口”。这种设备将依赖于复杂的传感器网络，并通过使用柔性可伸缩微电子技术得到进一步改进。 不过，像神经学这样的医疗市场不仅利用延展性电子产品。目前正在开发利用可伸缩电子产品，这些技术正在为下一波医疗保健和基于大脑的通信进步奠定基础。 当今可伸缩电子技术的许多最有趣的进展可以追溯到约翰·罗杰斯博士以及他的研究小组。在过去的十年中，罗杰斯团队，与Northwestern University合作，在发展可伸缩和可弯曲的医疗设备方面取得了重大进展。包括一种监测心脏表面电活动的装置，可以帮助外科医生更准确地识别需要切除的组织，来治疗心律失常;以及另一种可以与大脑类似的接口来帮助外科医生治疗癫痫的装置等。 这项工作的大部分来源于2006年的一篇论文，其中罗杰斯描述了一种柔性硅衬底材料，这种材料可以实现扩展、收缩、弯曲等。在2016年，罗杰斯的另一个小组与欧莱雅合作开发了柔性片，这种产品被设计成与防晒霜一起销售，可以测量太阳暴晒程度，并与用户智能手机相连。这是最早的一种可伸缩、柔性医疗用途电子元件的商业应用。 柔性互连 互连在实现可伸缩电子产品方面处于领先地位，这在很大程度上是由于它们与其他组件相比相对简单。在许多使用可伸缩电子产品应用中，互连部分是唯一完全可伸缩的部件，从而使整个产品具有可伸缩性。这种方法被称为刚性岛状可伸缩互连方法，它可将芯片与柔性互连配合，使整个产品具有很强的柔韧性。当今的柔性互连使用薄的柔性印刷电路板(PCB)线来进行拉伸连接。 可伸缩性电子技术虽然还没有大量应用，但这项技术已经已经逐渐应用于如高度专业化的外科诊断工具这样的场所。 除了刚性的岛状可拉伸互连方法外，组件还可以通过布置附加电线来使其更具延展性，其长度或导电特性不变。 在传统的刚性电路中引入柔韧性的另一种方法是使用可转移或丝网印刷到电子纺织品上的导电油墨。 导电油墨印刷 基于导电油墨印刷的可拉伸电子产品仍然是一种新兴技术。尽管我们在最近看到了显著的性能改进，但该行业尚未能够大规模生产。目前生产导电、油墨注入的电子纺织品的公司正在从市场上获得信息，并正在向电导率和拉伸光谱两端的产品研发，这使得标准化具有挑战性。 虽然可伸缩电子产品的潜在应用前景十分广泛，但目前可伸缩组件标准化和批量生产仍有困难。高度专业化的设备和定制设计的设备有待继续研究开发。像欧莱雅太阳暴晒监视器这样的保健产品，如果做成标准化和大规模生产的组件，市场空间将非常庞大。 |
