电子皮肤时代加速到来：鲍哲南团队研发新型可穿戴显示器

来源：YouTube）　2022-03-25 06:07:43

来自斯坦福大学、天津大学的研究团队及其合作者设计了一种极富弹性的可穿戴显示器——可拉伸全聚合物发光二极管（APLED），APLED 具有很好的明亮度和耐用性，显示器的最大亮度至少是手机的两倍，在拉伸至原有长度两倍时仍能正常工作。

APLED 可以伸展至 2 倍长而不会损坏撕裂（素材来源：YouTube）

这种全聚合物薄膜可以粘在手臂或手指上，在弯曲或弯曲时不会撕裂，这将使可穿戴显示器直接附着在皮肤上。这一设计或标志着高性能可拉伸显示器的重要进展，为电子皮肤和人-电子应用奠定基础。

如今，越来越多的可穿戴电子产品，比如生物传感器、智能手表、柔性发光器件、柔性显示器和电子皮肤等，开始出现在我们的日常生活中。在大约三年前，鲍哲南团队的博士后学者张智涛恰好发现了一种被称为“SuperYellow”的黄色发光聚合物，这种聚合物的功能就像灯泡中的灯丝，当与一种聚氨酯（一种有弹性的塑料）混合时，不仅会变得柔软柔韧，还能发出更亮的光。

“如果我们加入聚氨酯，我们会看到 SuperYellow 形成纳米结构，”张智涛说，“这些纳米结构非常重要，它们像鱼网一样连接在一起，使脆性聚合物变得可拉伸、发出更亮的光。”

APLED 随手指弯曲而被拉伸（来源：Nature）

在这一发现之后，该团队还创造了有弹性的红色、绿色和蓝色发光聚合物。有了可拉伸的发光聚合物，研究小组需要将电子显示屏的其余部分组合在一起。

因此，研究人员必须找到一种方法，即使将多种材料堆叠在一起，也不会降低显示器的亮度。

显示器的最终设计包含 7 层：两个外层是封装设备的基板，向内是两个电极层，每个电极层后是电荷传输层，发光层被夹在中间。

APLED 结构示意图（来源：Nature）

当电流通过显示器时，一个电极向发光层注入正电荷，而另一个电极向发光层注入带负电荷的点子。当这两种电荷相遇后，它们会相互作用并进入能量激发态，紧接着就会产生一个光子，多个光子聚集成明亮的光。

此外，为了使得 APLED 可以贴在人体皮肤上进行长时间工作，研究团队还使用了一种灵活的无线能量采集系统，通过无线电波为 APLED 供电，并证明了 APLED 能够跟上心跳节拍，实时显示脉搏信号。

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