情報、新素材、新エネルギー、特にクロスインテグレーションの方向性において、現代科学技術の発展に伴い、技術的・経済的・社会的パターンを変える大きな影響力を持つ多くの破壊的技術が登場しています。ある国は新たな産業変革の段階で競争優位を獲得しました。中国の科学者は情報、生命、材料、材料科学の分野で最先端の探求に注力し、より戦略的な基礎科学や主要な核心技術分野での突破口や破壊的なイノベーションを目指すべきです。本号では、アジア太平洋工学組織連盟会長であり中国科学院院士の黄偉氏が紹介され、破壊的技術「フレキシブルエレクトロニクス」を紹介しました。

柔軟なエレクトロニクスは、分野間のクロスインテグレーションに基づく革新的な科学技術です。これは従来のシリコンベースの電子工学の本質的な限界を突破し、ムーア以降のデバイス設計統合、エネルギー革命、医療技術の変革などに革新をもたらすことができます。リードは、中国の独立イノベーションにとって未来産業の発展を牽引する重要な戦略的機会です。

その促しはただ柔らかく、心を開いたもので、柔軟性は素材から生まれる

柔軟な電子機器の優れた性能は、何よりも有機または無機電子部品の特性を究極に追求することにあります。コアコンポーネントの「柔軟な」設計こそが、柔軟な電子機器の製造の鍵となります。現在は主に2つの戦略で実施されています。

まず、機能的有機分子や内在的柔軟性を持つ高分子材料が、柔軟な電子デバイスビルディングユニットとして用いられます。例えば、プラスチック(ポリマー)基板上に構造された有機発光ダイオード(OLEDs)は、曲面テレビや折りたたみ式携帯電話などの曲げ可能でカール可能な薄いディスプレイ画面に広く使われています。有機半導体材料やポリマー材料は、印刷電子技術の電子ペーストとして使用可能であり、大量生産・低コスト・高効率の柔軟な電子デバイスの加工と統合を可能にします。将来的に柔軟な電子機器の加工と製造は、書類を印刷するのと同じくらい簡単です。

第二に、剛性無機材料の柔軟性は材料の微細構造設計によって達成されます。例えば、材料のサイズをマイクロナノスケールに縮小すると、硬質材料自体はマイクロナノ効果により曲げやすい柔軟性を示します。紙は本よりも曲げやすく、バネはワイヤーより柔軟なのと同じです。この戦略に基づき、近年科学者たちは「S型」金属マイクロ回路を設計・製造し、超薄型シリカ材料に組み込み、柔軟で伸縮性のある集積回路を形成しています。

材料の厚さがナノメートルスケールに減少すると、電気的および機械的特性が変化します。理論的研究および実験研究により、原子厚を持つ二次元材料が柔軟な電子工学の分野で広範な応用可能性を持つことが示されています。例えば、グラフェンは柔軟な透明なタッチスクリーンに透明導電膜として塗布されることが証明されています。

原子厚のカルコゲナイド化合物は優れた柔軟性と制御可能な電気輸送特性を持ち、これらの材料は柔軟な電子部品の重要な構成要素となり、高性能なフレキシブル電子の鉱化や小型化が可能となります。

硬く柔らかい、表に出てくる:素材が装置を決定する

柔軟な電子機器は、柔軟な電子機器の主要な形態の一つです。柔軟な材料とマイクロナノ処理・統合技術を組み合わせ、論理増幅、フィルタリング、データ保存、信号反転、デジタル計算、センシングなどを実現できる新世代の柔軟な電子部品を設計・製造し、これが情報技術の発展です。緊急の必要事項。柔軟な物理材料は光、電気、磁気、熱、力などの独自の物理的・化学的特性を持ち、柔軟な電子デバイスとして、フレキシブルディスプレイ、データ暗号化、ウェアラブルセンシングなどのインテリジェント電子システムで広く利用されています。

西北工業大学のフレキシブルエレクトロニクス研究所、南京理工大学先端材料研究所、南京郵電大学は有機電子研究分野で長期的な基盤を持っています。有機半導体pnバンド調節の理論を提案し、動的に自己調整する知的有機光電材料が実現されました。設計、製造、デバイス応用;高性能の青色有機半導体デバイスを開発し、その効率は国際的に先進的な水準に達しました。複数の有機半導体デバイス製備および評価システムの設計と処理が完了しました。OLEDプロセスのパイロットラインは180mm基板、国内初の有機半導体インクジェット印刷システム、水溶性有機半導体薄膜の初のインクジェット印刷を開発し、大量の有機半導体薄膜の製造を可能にしました。柔軟な基板上でマイクロナノ処理技術を開発する新たな戦略として、一連の高感度フレキシブル健康センサーが開発されました。水溶性有機半導体検出材料を実現するための多様な効果的な戦略を設計し、さまざまなターゲット分析物を開発しました。水溶性有機半導体材料の感度検出、さまざまな重要分析物の検出・イメージング機能を持つリン光バイオプローブの構築、そして疾患メカニズム研究および疾患診断のための高特異度「量子ドット生体分子」複合プローブの開発を行い、新たな解析手法とイメージングを提供します技術;世界初の金属フリー・重元素フリー純粋有機半導体長久光材料を開発し、データ暗号化や情報セキュリティにおける有機光電子材料の新たな応用を開発しました。バルクヘテロ接合ポリマー半導体メモリ技術は、その動的特性と立体阻碍関数化を活用することで二安定調節を実現し、新たなメモリ研究分野を切り開きました。

上記の研究結果は、インテリジェントで柔軟な電子機器の設計と製造において重要な理論的指針を提供します。柔軟な電子工学分野で一連の成果を上げてきたものの、依然として多くの課題や課題に直面しています。新しい柔軟な機能材料の設計統合と物理特性、高性能フレキシブル電子デバイスの加工および統合を通じて、フレキシブル電子の物理的メカニズムがさらに認識され、これはフレキシブルエレクトロニクスの理論的改良とフレキシブル電子産業の急速な発展に重要な支援的役割を果たしています。同時に、電子情報産業分野における中国の変革とアップグレードの促進にも寄与します。

ソフトは風に勝ち、風と波に乗り、装置は応用範囲を広げる

現在、電子情報産業は依然として硬質なデバイスやシステムが支配的です。約100年にわたる技術の蓄積を経て、剛性デバイスは成熟した処理装置、高い動作速度、高精度、高い安定性を備えています。しかし、古典的なシリコンベースの電子回路の限界は、ますますムーアの法則の影響を受けています。柔軟な電子機器の誕生は、古典電子工学の発展に新たな方向性を示し、新しい電子機器の出現を促し、人々の日常生活を革命的に変えるでしょう。折りたたみ式でカール可能なフレキシブルディスプレイは、既存の写真や映画の表示を変え、携帯電話やテレビなどの家電製品の形態をより新鮮で軽やかにします。

柔軟な電子スキンは、多様な柔軟なセンサーを統合し、柔軟なデバイスと生物学的中枢神経系インターフェースを最適化し、義肢が感知機能を達成するのを助け、人間の皮膚を使わず、あるいはそれを超えた知能的なバイオニック触覚機能を提供します。柔軟な健康センサーは人体に装着し、体温、心拍数、心電図、脳波、血圧、発汗、血液成分などの健康パラメータを継続的に検出し、関連データのインテリジェントな分析・アーカイブを通じて人間の健康状態を評価できます。遠隔診断で病気。柔軟な健康モニタリングシステムは、いつでもどこでも人間の健康状態を継続的に監視します。

柔軟な電子機器は薄く、低エネルギー消費、良好な生体適合性、そして制御可能な機械的特性を備えています。健康モニタリングシステムの特性は、人間の日常生活に影響を与えることなく長期間人間の皮膚に付与できます。スマートウェアラブルデバイスはアプリケーションソフトウェアとネットワークをワイヤレスで接続し、リモートオフィスとレジャーの組み合わせを実現し、生理的電気モニタリングなどのアイデア制御技術を実現できます。埋め込み型の柔軟な電子機器は、パーキンソン病、てんかん、うつ病などの複雑な疾患の治療に新たな治療を提供します。

近年、人工知能技術の発展により、音声認識、機械的制御、経済政策決定の精度、知能、効率性が促進されています。柔軟な電子技術は人工知能の基本的支えであり、より多くの分野で人工知能技術の応用を牽引・拡大していくでしょう。柔軟な人工神経形態チップは、人間の脳をリアルタイムでシミュレートし、学習や高速計算を行い、クラウド処理やその他の強力な処理アルゴリズムのための人工知能技術のハードウェア要件を満たします。柔軟な電子機器の知能的な性質は、将来の情報技術においてかけがえのない役割を担っています。

ソフトを選び、千マイル勝ちましょう:アプリケーションが未来を定義します

老子の『道德経』は「世界は水より弱く、強者は勝てない」と言いました。西側諸国による中国の技術封鎖と封じ込めに直面し、破壊的な技術革新は重要な解決策である。炭素系材料と光電プロセスの組み合わせに基づき、オプトエレクトロニクス産業を中心とした柔軟な電子巨大産業を育成し、シリコン系材料と電子プロセスの組み合わせに基づくマイクロエレクトロニクス産業の長年の発展を突破すべきです。このパターンは、超高付加価値機能を備えた戦略的で支配的かつ柱のある柔軟な電子産業の発展を牽引し、柔軟な電子定義の新時代を切り開いています。

柔軟な電子工学を核とし、「ファティッシュ技術」(FAMISHED)の開発に注力します。すなわち、柔軟な電子工学、人工知能、材料科学、汎仲介、宇宙科学、健康科学、エネルギー科学、データサイエンスなどの8つの主要コア技術および戦略技術です。新興産業は、中国が破壊的技術革新の最前線で先に進む重要な戦略的機会です。

防衛技術革新および航空宇宙分野では、武器と装備の情報収集と統合が現在の発展トレンドとなっています。柔軟な電子機器は、スマート材料、センサー、情報伝送・処理などの最先端技術を統合し、関連機器やシステムの知能レベルを向上させ、航空宇宙開発を促進し、国防の近代化に貢献できます。柔軟な電子工学分野の深い研究は、中国の総合的なイノベーションと発展を牽引する新たな原動力です。

柔軟な電子機器は「国を支える」戦略を実践する重要な方法の一つです。柔軟な電子工学の学際的な横断は、従来の分野間の壁を打ち破り、革新的な人材導入と育成方法による新興のフロンティア・インターディシプリントの構築と発展を促進します。柔軟な電子機器を機に、革新的なシステムの構築を実施し、国内外の中国の子どもたちの知恵と力を凝縮し、さまざまな革新グループの才能を鼓舞してデモンストレーションの役割を主導させ、人材イノベーションの活力と可能性を引き出し、人類運命の共同体構築に新たな貢献をします。

著者は、新たな科学技術革命と産業変革の波において、柔軟な電子技術は中国の独立イノベーションが未来をリードする重要な戦略的機会であると考えています。柔軟な電子産業の発展を把握し、先見の明を持つ基礎研究を基盤にし、主要な科学課題を統合・提起し、理論的突破口を模索し、核心的鍵技術を習得し、先進的な独創成果を生み出し、中国の関連分野の独自のイノベーションと独立イノベーション能力を向上させなければなりません。.
 
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