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oe-skins:超柔性超薄的光电子皮肤

2016-04-18 John IntelligentThings

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(图片来源于:东京大学)


导言


柔性,超薄,低成本,低功耗,已经成为可穿戴电子设备关注的焦点。穿戴设备的发展已经不局限于智能手机,智能手表,甚至智能戒指。而电子皮肤,无疑在穿戴舒适度,柔性方面,具有明显的优势。


IntelligentThings之前也介绍过此类柔性超薄设备,例如:

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而今天要介绍的是,一组日本的研究人员开发的一种光电子皮肤(oe-skins)的设备。这种设备具有耐用,可弯曲的特性,厚度只有保鲜膜的四分之一,可以穿在皮肤上来显示血氧等级,开发人员也正在准备赋予它更多功能。


电子皮肤面临的技术挑战


oe-skins需要足够薄,柔软,可拉伸,这样才能佩戴舒适,并且需要足够耐用,从而来保持功能性的持续。研究人员需要这些功能点之间保持一种平衡。许多的电子皮肤的开发项目,使用毫米级的玻璃或塑料基板,这样就需要在柔韧性方面做出妥协。当使用微米级的厚度,可能无法稳定工作几个小时。


应对挑战的技术方案


但是,东京大学工学的科学家们,声称他们战胜了这些挑战,制造了3微米厚度的显示设备,并且可以在几天内保持功能性。


(图片来源于:东京大学)


他们的方案关键是一种防护性的胶片,厚度少于两微米,保护显示设备免受空气中的氧气和水蒸气的伤害。研究人员使用硅氧氮化物和一种叫做聚对二甲苯的聚合物,来交替的形成保护层。在内部,他们在一个非常薄的基片粘上一个透明的氧化铟锡电极,和有机光电探测器和聚合物发光二极管(PLEDs),称效率是之前开发的超薄PLEDs六倍。


生成的e-skin的厚度是3微米,在皮肤上具有适度抵抗自然运动损耗的能力。团队通过红色和绿色PLED的光电探测器,来追踪和显示血氧等级。团队希望拓展这种设备的功能性,同时具有几种健康相关的功能,像其他穿在皮肤上柔性电子设备,能够检测例如褥疮,皮肤干燥和心血管健康。


未来展望


根据研究的领导者Takao Somey的说法,他们希望这种黏在皮肤上电子设备,可以检测情绪等级,或者压力和焦虑的等级。这样的设备,有望拓展到更广泛的应用领域,例如医疗监控和信息显示等。




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