杭蘇

2018年10月11日，“環(huán)球資源電子產(chǎn)品展”將在香港亞洲國際博覽館拉開帷幕，展會分為“消費電子展”及“移動電子展”兩期。這是全球每年最大的電子產(chǎn)品采購展，作為環(huán)球資源旗艦展會，“環(huán)球資源電子產(chǎn)品展”將匯聚逾7 500個展位的熱門電子產(chǎn)品，云集來自世界各地的參展商。我國C919大型客機使用的300M高強鋼、“悟空”號暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星核心BGO晶體、“復(fù)興”號動車組車輪、“蛟龍”號載人潛水器使用的鈦合金耐壓球殼等最新部件模型或基礎(chǔ)材料，都計劃在本屆電子展會上集中展示。此外，液態(tài)金屬打印機、薄膜太陽能漢瓦，以及碳纖維T800、新型稀土著色劑、超薄電子信息顯示玻璃等一批我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和科技專利的設(shè)備、成果均有望一一亮相。

電子產(chǎn)品外在形態(tài)上的設(shè)計和使用更加人性化，其內(nèi)在也正發(fā)生著不斷的變化與革新。消費電子、汽車電子、電腦及外設(shè)、工控設(shè)備、通信、家電等領(lǐng)域，正在悄無聲息地進行著一場革命。借著這次電子產(chǎn)品采購展，我們來看看未來電子產(chǎn)品將會給我們的生活帶來哪些便利。

數(shù)秒內(nèi)可充滿的電池

急著出門辦事，電瓶車卻還要充很久才滿電;掏出手機想在冰天雪地中拍照，手機卻自動關(guān)機了;用了兩年的平板電腦，怎么也充不進電……這些生活中的用電尷尬，馬上可能就會成為過去。

2015年，斯坦福大學(xué)的戴宏杰課題組在《Nature》雜志發(fā)表文章稱，他們采用高溫裂解石墨泡沫來制作正極，首次實現(xiàn)了比容量較高且可長期循環(huán)使用的鋁離子電池?？茖W(xué)家受此啟發(fā)，嘗試用石墨烯膜來制作鋁電池的電極。最近研制出來的一種新型石墨烯電池，充電短短幾秒，可循環(huán)充放25萬次后依然電力十足，這種電池可以在-40℃到120℃的環(huán)境中工作，可謂既耐高溫，又抗嚴寒。

電池的性能，關(guān)鍵取決于電子和離子在正極和負極之間“奔跑”的狀態(tài)。電極材料要讓盡可能多的電子和離子暢通地奔跑，或者快速歸位。如果路不夠多或者道路擁擠，性能就會受到影響。新型電池給我們展示了美好的前景：比如，手機充電數(shù)秒就完成，在極寒和高溫環(huán)境中能自如工作，不用擔心電池爆炸，不用擔心電池老化。

不再堅硬的電路

柔軟的電路板一直是工程師們夢寐以求的寶貝。最近，中國和美國科研人員合作研發(fā)出一種質(zhì)地柔軟、體形輕薄的電路板，并制成可貼于人體皮膚表面的“智能繃帶”，監(jiān)測生理信號和身體健康狀況。

這種可用于健康檢測的“智能繃帶”由4層相互連通的軟性電路板堆疊而成，整體的大小及厚度近乎于一枚一元硬幣，既能自由彎曲，還能隨意延展，以適應(yīng)人體皮膚表面的弧度、彈性以及柔軟程度。電路板采用以硅彈性體為基礎(chǔ)的“島一橋”結(jié)構(gòu)，其中“島”是剛性的小型電子器件，如傳感器、天線、藍牙芯片等; “橋”是可拉伸的銅線，用來連接“島”，使電路板可以伸縮彎曲而不影響其功能。研究人員稱，該種柔性電路板制成的親膚“智能膠帶”用途廣泛，可通過貼在身體的不同部位記錄心電圖、腦電圖、眼動和肌肉行為等信息。此外，它能與10米以內(nèi)的智能手機或筆記本電腦實現(xiàn)無線通信，還可用于遠程控制機械臂。

有望取代硅的全碳材料

先進的分析技術(shù)、增強現(xiàn)實技術(shù)、自動駕駛汽車、數(shù)字技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)等顛覆性和變革性的技術(shù)，都是現(xiàn)代生活中最先進的科技創(chuàng)新技術(shù)，都對硅材料性能的進一步改善提出了更高的要求。然而，近年來硅似乎已經(jīng)到了使用的極限。硅晶體管將由于隧道效應(yīng)、泄漏和熱問題等小維度的量子效應(yīng)而停止工作。此外，光刻、儀器和納米結(jié)構(gòu)制造的局限性也將阻礙進步。

美國科學(xué)家提出一種完全用碳基制成的運算元件。這一元件被制造得比硅晶體管更小，且性能更好，大大提升了計算機的運算速度，有望替代硅晶體管，得克薩斯大學(xué)的研究小組提出了一種能實現(xiàn)級聯(lián)效果的全新設(shè)計方案，且能在沒有物理接觸的情形下“無線”傳遞信號。由于全碳材料納米帶之間的通訊通過電磁波進行，不像硅半導(dǎo)體通過電子的流動實現(xiàn)，因此，新計算系統(tǒng)的通訊速度會快很多，時鐘頻率有望達到太赫茲（每秒1萬億次），比當前主流計算機快1000倍。

用于4D打印的“陶瓷墨水”

陶瓷的熔點很高，因此難用傳統(tǒng)的激光打印技術(shù)制造;現(xiàn)有的3D印刷陶瓷前體通常很難變形，讓制造復(fù)雜形狀的陶瓷困難重重。香港城市大學(xué)的研究團隊成功開發(fā)出全球首個陶瓷4D打印系統(tǒng)，打印出來的陶瓷堅固且擁有復(fù)雜的形狀，有望在電子和航空航天領(lǐng)域大展拳腳。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，研究團隊開發(fā)出了一種新型“陶瓷墨水”，它是聚合物和陶瓷納米粒子的混合物。用這種新型陶瓷墨水打印出來的3D陶瓷前體非常柔軟，可拉伸到初始長度的3倍。這些柔韌且可拉伸的陶瓷前體通過適當?shù)臒崽幚恚涂芍圃斐鰮碛袕?fù)雜形狀的陶瓷。而且，在此基礎(chǔ)上，還開發(fā)出了兩種陶瓷4D打印方法。

4D打印是傳統(tǒng)3D打印加上第四維度——時間，在第四維度中，打印物體可在外部環(huán)境（例如機械力、溫度或磁場）的刺激下，隨著時間的推移重新成形或自我組裝。研究團隊利用存儲在拉伸的陶瓷前體中的彈性能量讓陶瓷變形。當拉伸過的陶瓷前體被釋放時，它經(jīng)歷自我重整、熱處理后，前體變成陶瓷，得到的陶瓷堅固且擁有較高的壓縮強度。另外，與其他打印陶瓷相比，它們可以形成擁有高強度的大尺寸結(jié)構(gòu)。

更多創(chuàng)新顛覆的LED顯示

創(chuàng)新是LED顯示行業(yè)變革的最大動力，也必將是行業(yè)的顛覆者。LED、QLED、MLED、透明屏、格柵屏給了顯示屏幕更多的可能，互動大屏讓單調(diào)的屏幕更加豐富多彩。

當前在LED顯示屏技術(shù)、產(chǎn)品不斷創(chuàng)新的發(fā)展態(tài)勢之下，LED顯示屏的應(yīng)用限制變得更小，無論是在超大面積顯示領(lǐng)域，或是小面積的近距離顯示層面上，LED顯示屏都呈現(xiàn)出一定的可行性和不俗的應(yīng)用前景：LED顯示屏的節(jié)能省電性能提升、顯示屏安裝維護簡單化、LED顯示屏箱體新材料的研究應(yīng)用，甚至LED顯示屏與VR、AR、3D等虛擬技術(shù)的結(jié)合， “人屏互動”理念下出現(xiàn)的AR虛擬試衣間、大人小孩都感興趣的AR游戲樂園等。隨著智能化LED顯示屏不斷完善和顯示創(chuàng)意的發(fā)展，LED顯示還能在更多領(lǐng)域為受眾帶去驚喜。并且，隨著商業(yè)化、數(shù)字化、智能化進程加快，LED顯示屏的應(yīng)用藍海也更為壯闊，未來LED顯示屏領(lǐng)域期待更多創(chuàng)新顛覆！