柔性电子技术是一种能够实现弯折、拉伸并适应多种表面形态的电子设备与电路系统。这项技术在柔性显示屏、传感器、电子皮肤、电池、电容以及生物电子植入装置等领域有着广泛应用。不过,目前基于传统薄膜材料的柔性电子产品存在透气性和透水性不足的问题,这不仅影响了穿戴舒适度,长期使用还可能危及使用者健康。因此,开发具备持久性、稳定性和高可靠性的超柔软、透气且可拉伸的电子产品显得尤为重要。
在这一背景下,电纺纳米纤维凭借其优异的透气性、柔韧性、拉伸性能以及对三维曲面的出色贴合性,已经成为柔性电子器件制造中的关键基础材料。这种材料具有以下几个突出优势:首先,其高比表面积特性有助于提升器件的灵敏度和反应速度;其次,纳米纤维的多孔结构不仅便于功能材料的引入,还能很好地模仿细胞外基质的结构特点;最后也是最重要的是,电纺丝技术具有较强的产业化潜力,且成本较低,非常适合柔性电子元件的规模化生产。
近日,上海理工大学王世革教授、李贵生教授&香港大学徐立之教授团队发表综述,深入探讨了以电纺纳米纤维为基材的柔性电子器件的进展,并探索了它们的多样化和创新性应用。介绍了静电纺丝技术制备纤维的原料和工艺种类,总结了电纺纳米纤维作为衬底的柔性传感器、柔性能量传感器以及其他柔性器的最新进展,并对这一领域的发展趋势进行了展望。该综述以"Research Progress of Flexible Electronic Devices Based on Electrospun Nanofibers"为题发表在《ACS Nano》上。上海理工大学材料与化学系王世革教授为文章第一作者,上海理工大学材料与化学系李贵生教授,香港大学机械系徐立之教授为文章的通讯作者。
图1.多种基于静电纺纳米纤维的柔性电子产品的图示。
图2.几种典型的柔性器件。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.4c13106
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作者介绍
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徐立之
香港大学机械工程系助理教授。2009年本科毕业于北京航空航天大学高等工程学院(导师吕广宏教授);2014年博士毕业于美国伊利诺伊大学香槟分校材料工程系(导师John Rogers教授);2015-2018年于美国密歇根大学化学工程系从事博士后研究(合作导师Nicholas Kotov教授)。2018年至今任教于香港大学机械工程系。研究方向为柔性仿生材料及生物集成器件。成立独立课题组以来,主持香港特区政府研究基金项目7项,以通讯作者在Nature Communications、 Science Advances、 Advanced Materials等期刊发表论文10余篇,申请专利6项。获得2020 Croucher Innovation Award提名、2023 Microsystem & Nanoengineering青年科学家奖、2024 GCIM Early Career Award、2024 iCANX Young Scientist Award等荣誉。
更多信息可参考课题组网页:https://www.xulizhi.hku.hk/。
2024年5月21日,Youth Talks 56期,香港大学徐立之教授在为我们带来了《仿生三维纳米纤维网络及多功能生物界面》的学术演讲,点击可查看回放。
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