【导语】自从柔性显示技术问世,人们就开始期待能够实现“整机弯曲”的柔性智能设备。通过全球研究人员的共同努力,这个目标现在看起来已经不再是“空中楼阁”。下面我们来盘点一下相关的科技进展。
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柔性智能设备距离我们还有多远?

更新日期:2016-07-28 作者:叮当
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第50期

    自从柔性显示技术问世,人们就开始期待能够实现“整机弯曲”的柔性智能设备。通过全球研究人员的共同努力,这个目标现在看起来已经不再是“空中楼阁”。下面我们来盘点一下相关的科技进展。

    柔性显示屏

    正如当前行业大热的OLED显示技术,拥有柔性和刚性两种产品形态,其中的柔性OLED显示屏可以实现不同程度的弯曲。得益于其自发光的显示原理,可以在弯曲的情况下显示图像。目前其已经较多地运用于智能手机中,更有消息称,苹果最新一代的iPhone7也将采用柔性OLED屏。

柔性显示屏

可卷曲的OLED显示屏

    市场调研公司UBI Research预测,苹果将在iPhone中采用OLED显示屏的决定将在2020年触发130亿美元的生产设备订单。苹果的产能需求将占据全球6代柔性OLED设备市场的47%,未来5年OLED生产设备销售额将达285亿美元。

    正是看到了OLED的美好前景,当前,包括三星、LG、京东方、华星光电、天马、维信诺等品牌均已开始布局。可以说,柔性显示屏应当是柔性智能设备中最早实现的部件。尽管当前采用OLED屏的智能手机仍保持刚性造型而无法达到真正的柔韧而贴合人体,可随意造型,但至少扫清了道路上的第一个障碍。

    此外,也有科研人员就石墨烯纸张柔性屏、电子墨水屏等柔性屏幕进行相关研发。

    柔性电路

    与柔性显示屏相比,其他柔性部件的研发显然要困难许多,不过我们仍可不时看到相关成果问世。比如美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队开发了一种“全球最快的可拉伸、可穿戴集成电路”,可以利用临时“纹身”附着于皮肤上,并且不需要任何线材。

柔性电路

皮肤电路

    其外观酷似蛇形,支持.3至300千兆赫频率范围。与其他研究团队的方案相比,该方案仅25微米厚,更具优势。目前科学家希望将其用于远程监控佩戴者的脉搏等健康信息,而美国空军方面则希望将其用于监测飞行员的健康状况。现在唯一的问题是,如何真正实现该技术的商业化应用。

    柔性电池

柔性电池

柔性锂电池

    关于柔性电池的研究其实由来已久,早在2013年,美国西北大学的黄永刚教授和美国伊利诺伊大学的约翰·罗杰斯(John A. Rogers)教授联名发表论文,首款柔性锂电池也正式面世,即使在拉伸、折叠、弯曲,甚至安装在手肘上也能正常为LED灯供电,并可连续工作8至9小时,且可进行无线充电。

    2014年,美国莱斯大学研究人员发明了一种超薄、高性能的柔性电池,仅有一英寸的百分之几,但容量惊人,并且支持快速充放电,储电密度达384Wh/Kg,充电1000次后仍可保持76%的充电率。

柔性电池

三星柔性电池

    2015年底,三星展出了Stripe和Band两个柔性电池系列,可用于各种可穿戴设备,且电池容量还能提高50%。两款电池厚度仅0.3mm,可在不显著增加体积和厚度的情况下增加电池容量。三星表示Band系列是专门为智能手表设计的,而Stripe系列则更适合一些配件,比如智能手环或者智能项链。至于可弯曲的特性,三星表示Stripe至少能够承受50000次弯曲。

    目前来看,柔性电池技术已经无限接近商业化应用了。

    柔性存储

    有了以上的部件,还必须考虑数据存储的问题。好在这个问题也已经有了重大进展。近日,新加坡国立大学研究人员研制出全球首款柔性MRAM存储设备。其作为下一代自旋电子存储设备,具有非易失性、高效及快速的特点。未来的MRAM设备还可提供高密度存储,不过当前MRAM芯片容量有限。

柔性存储

柔性MRAM存储

    目前,飞思卡尔分拆的Everspin已经开始商业化制造64Mbit MRAM芯片,256Mb及1Gb芯片也将很快面世。新加坡国立大学研究人员目前正在探讨柔性MRAM器件商业化应用的可能性。这是个长期的过程,可能需要数年才能实现,不过这至少让我们看到了柔性设备问世的希望。

    目前看来,真正的柔性可卷曲智能设备的各个部件已经有了相当可喜的进展,接下来的工作是如何进一步优化,并实现商业化生产,以及如何将其有机整合的问题。看来这一切应该会在未来几年内实现。

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