在韩国2018年冬季奥运会的开幕式中，观众们看到美国运动员身着由Ralph Lauren设计的红白蓝三色相间的滑雪服。但观众可能不知，滑雪服中的银发挥了很大的保暖作用。巴特勒技术公司（BTI）设计的印刷电子加热器使用导电银和碳墨，以保持运动员在寒冷户外的温暖。

Ralph Lauren限量版冬季奥运会开幕式派克大衣

那么，从传感器、可穿戴设备，再到显示器、照明等领域，柔性混合电子的市场究竟有多大？

知名护肤品牌欧莱雅推出的可穿戴传感器My UV Patch，可贴在皮肤上可监测紫外线。My UV Patch主要是通过一些列光敏性燃料进行工作，当其暴露在紫外线中时，颜色会发生变化。用智能手机将手臂上的My UV Patch图片拍下并上传到My UV Patch伴侣应用，该应用可具体分析紫外线强度。

· 通用电气（GE）使用Optomec的气溶胶喷射技术将陶瓷材料制成的无源应变传感器直接印刷到涡轮叶片上，为公司节省了数百万美元的不必要的更换和维修费用。

· Med-ic Syringe Pack，Information Mediary Corp使用NFC将温度监测智能包与印刷电子连接起来，记录每个注射器的实时信息，提供患者是否实际使用药物的数据。该公司迄今为止报告的销量超过100万台。

柔性混合电子技术的发展

十年时间，柔性混合电子技术发生了很大的变化。从太阳能电池到RFID，从显示器到照明再到智能物体，所有东西几乎都创新了，柔性混合电子市场在过去十年中也大幅增长。

“几年前，每个人都专注于低成本，很难将资金投入到利润微薄的市场，而现在，将半导体元件放入柔性混合电子领域，可以为我们提供更智能的应用，并提供更高的利润率。除此之外，显示器将继续成为柔性混合电子产品的强大市场，OLED的快速发展和采用就是证明。”MSWtech的负责人Marsh说。

柔性混合电子中的RFID技术，在市场中也广为应用。例如消费类电子产品，尤其是可穿戴设备领域的消费电子产品，非常适合灵活的传感器技术。此外，还有有机光伏、具有NFC功能的标签和用于照明的OLED技术。最重要的是，物联网（IoT）通过为每种现有技术提供价格合理、无处不在的传感技术，打开了潜在技术和应用的大门，尤其是传感器和集成或混合系统解决方案（柔性混合电子FHE）。

将薄软电子设备整合到皮肤上的策略

柔性混合电子技术是一场全新的电子技术革命，引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。美国《科学》杂志将有机电子技术进展列为2000年世界十大科技成果之一，与人类基因组草图、科隆技术等重大发现并列。美国科学家艾伦黑格、艾伦?马克迪尔米德和日本科学家白川英树由于他们在导电聚合物领域的开创性工作而获得2000年诺贝尔化学奖。

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 “最强大的潜在FHE增长市场是人体健康和性能监测的医疗应用，例如运动员的排汗监测，”Marsh说，“这个领域的投资有机会获得积极的回报。柔性混合电子设备的灵活性和可拉伸性使其可以佩戴在人体上，以及桥梁、管道、飞机机翼等物体上。 先进的RFID系统可以提供温度和湿度读数，现在我们也可以监测一切的变化。”

伴随着柔性混合电子技术的发展，各种智能产品应运而生。正如微电子技术为大规模集成电路和计算机芯片技术提供技术平台一样，柔性混合电子技术将为新产品的研发提供了崭新的的技术平台，我们拭目以待。

1) 自修复弹性体材料研究取得新进展

自修复聚合物材料作为一种智能材料，可以修复在使用过程中因外力作用而产生的裂纹或局部损伤，从而恢复其原有的功能，延长其使用寿命。该材料在表面镀层保护、生物医药材料、锂电池以及航空航天等领域具有潜在的应用前景。为了满足不同的应用，研究人员将“牺牲键”引入到聚合物材料中，开发了自修复塑料、凝胶或弹性体。对于自修复弹性体材料来说，兼顾良好的机械性能、高效的自修复效率及优异的光学性能是一个挑战性难题。

图：基于“相锁定动态化学键”设计的无色超高透明高韧高强自修复PUDS材料

在国家自然科学基金委的支持下，中国科学院化学研究所工程塑料重点实验室研究员董侠等致力于智能材料的开发与应用，取得了系列进展（J. Polym. Sci. Part A: Poly. Chem. 2015, 53, 2094-2103; Polymer 2016, 84, 1-9; Mater. Chem. Front. 2017, 1, 111-118; ACS Appl. Mater. Inter. 2017, 9, 30046-30055; Macromolecules 2018, 51, 1100-1109）。在此基础上，从分子设计角度出发，提出了一种新型自修复设计策略“Phase Locked Dynamic Chemical Bonds（相锁定动态化学键）”，成功制备出无色透明、可快速自修复的高韧高强聚合物。

研究工作通过“硬段锁定”和“微相分离控制”相结合的策略展开，设计的含二硫键自愈聚氨酯弹性体（PUDS）呈现出无色透明的优异光学性质，最大拉伸强度可达25 MPa，断裂伸长率超过1600%，在温和加热条件下（70oC），弹性体表面划痕可在60s内迅速恢复，同时表现出良好的重复刮擦自修复功能，经多次刮擦自修复后材料的雾度值仅为0.6%。这种无色高透明的自修复特征，使得该材料在光学领域具有重要的应用前景。相关成果发表于《先进材料》（Advanced Materials，DOI：10.1002/adma.201802556）。

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 “最强大的潜在FHE增长市场是人体健康和性能监测的医疗应用，例如运动员的排汗监测，”Marsh说，“这个领域的投资有机会获得积极的回报。柔性混合电子设备的灵活性和可拉伸性使其可以佩戴在人体上，以及桥梁、管道、飞机机翼等物体上。 先进的RFID系统可以提供温度和湿度读数，现在我们也可以监测一切的变化。”

伴随着柔性混合电子技术的发展，各种智能产品应运而生。正如微电子技术为大规模集成电路和计算机芯片技术提供技术平台一样，柔性混合电子技术将为新产品的研发提供了崭新的的技术平台，我们拭目以待。