这看上去是一张轻薄透明的“塑料布”

它柔软易折叠

其实，它是能导电的柔性有机电路

“三折叠”屏幕的发光层就是用它制成

 

谁能想到

曾被认为“不可能导电”的有机材料

正掀起一场改变人类生活的科技革命

1833年，英国科学家法拉第发现硫化银的奇怪特性

温度越高，电阻越低

这个反常识的现象

悄悄埋下半导体材料的种子

 

此后百年，电子管、晶体管、集成电路相继登场

硅基芯片成为科技界的“硬通货”

但人们渐渐发现

这些“硬邦邦”的芯片有个致命短板

想让手机折成两半

想让手表贴紧皮肤

硅基材料说：没门

 

随着电子设备从大型主机演变为可穿戴设备

它们渴望拥有“柔软身段”

传统无机半导体的刚性局限日益凸显

如果说科技是硬实力的较量

这种创新，正在以“柔”破局

 

有机半导体的出现，

为电子世界注入“柔性基因”

不同于无机材料的共价键联合方式

有机材料分子间通过范德华力堆积进行连接

使它的分子结构

可以像积木一样自由搭建

这种特性，让它可以随意弯曲、折叠

 

传统芯片制造的关键工艺叫光刻

相关设备造价动辄高达数亿美元

相比之下

用于制备有机半导体材料的高精度印刷设备

只需十几到几十万美元

并且，与传统光刻工艺相比

印刷加工工序简单

对环境要求低

成本大幅降低

 

天津大学胡文平教授团队

将有机半导体材料配置成溶液

通过喷墨打印

以及高效、大面积的“卷对卷”制备方法

在室温下进行印刷

让芯片摆脱高温高真空的特殊环境

以低成本实现弯曲折叠

 

柔性电子材料的未来大有可为

未来的客厅里

电视可能是一面能卷曲的墙布

高铁车头可能变成曲面显示屏

实时呈现驾驶数据

而在医疗领域

一枚创可贴大小的柔性传感器

正紧贴在皮肤上

让舒适、稳定的健康监测成为可能

 

更令人期待的是“人机共生”的未来

有机半导体的“随形贴合”

让电子设备不再是冰冷的外置工具

而成为身体的延伸

或许有一天

柔性电子能化作“电子皮肤”

让假肢感知温度

或是成为植入式监测器

无声守护器官健康

 

在半导体领域

中国曾长期面临“卡脖子”问题

而有机半导体的出现

为打破技术垄断提供了新路径

从高迁移率材料的自主研发

到卷对卷印刷装备的国产化突破

在这场没有硝烟的竞赛中

中国正以“柔性突围”的姿态

实现从“跟跑”到“并跑”的跨越

 

这场从“硅基”到“有机”的材料革命

另辟蹊径

通过从0到1的颠覆性材料

让世界看见另一种可能

  《智造未来》系列科普视频每集聚焦一项近年来我国进行科研攻关的关键核心技术，通过专家访谈、实地拍摄、动画演绎等多种形式，结合多样化的表现手法，以技术的演进路线为主轴，通俗阐释其对产业变革、经济发展、社会进步的深远影响，呈现一堂永不落幕的“科学公开课”，吸引更多年轻人奔赴科技的“星辰大海”。

出品｜中国科学技术馆

摄制｜光明网

特别鸣谢｜天津大学党委宣传部

天津大学有机集成电路教育部重点实验室