机械学院黄永【安教授团队提出“柔性超材料电子”概念
新闻网讯(通讯员 江山)3月24日,华中科技大学机械学院数字制⊙造装备与○技术国家重点实验室黄永安教授团队在国际顶级期刊《Advanced Materials》(影响因子:30.849)上在线发表了题为“Flexible Metamaterial Electronics”(柔性超材料电子,以下简称“FMEs”)的︽综述文章。在前沿领域柔性电子和超↑材料的研究基础上,提出了“柔性超材料电子”的概念,讨论〖了超材料的超自然物理特性在柔性电子中的应用、前景及挑战。机械学院博士后江山为本文第一作者,黄永安教授为本文通¤讯作者。
柔性电子能够突♂破经典硅基电子学的本征局限,可为后摩尔时代器件∞设计集成、能源革命、医疗技术变革等更新换代等提供创新引领,已经衍生出柔▆性显示、表皮电子、智能蒙皮等重大创新应用。过去二十■年,柔性电子得到了广泛了研究,取得了巨大的研究进展,尤其是在柔性功能材料和可拉伸结构设计等主要分支。然而,到〖目前为止,柔性功能材料的使用仍受限于稳定性和可靠性;可拉伸结构设计如最具代表性的“岛-桥”结构,随着拉伸能力的大幅提升№,逐渐接近其物理极限。换言之,想通过♂现有的、常规的材料或结构策略进一步提升柔性电子的性能越来越具有挑战性,成本也越来越高。
超材料(Metamaterials),拉丁语词根“meta-”表示“超出、另类”等含义。指的是通过人工结构实现超自然※物理特性(光学、声学、机械、热学、电子学等)的一大类新型材料,而这些特性是自然界或化学合成材料没有的。超材料已经成为物理学、材料学和工程学的革命性前沿领域,正在成为一系列变革︾性技术的源头。根据超自然物理性质,超材料可大致分为两】类:波动超材料和力学超材料。前者包括电磁超材料,声学超材料和弹性超材ξ料,可以调控々电磁波、声波和〓弹性波的传播。后者则与弹性常数(泊松比和模量)有关,侧重于静力学特性,例如剪纸/折纸超材料能实现二维到三维ξ 的构型转换、五模超材料具有高压缩-低剪■切特性、拓扑超材料表现出自应力状态和畴壁等。目前,超材料在很多领域已经显示出创新性的应用,如电磁隐身、声学超透镜、可编程软体机器◇人、以及高性能柔性电子器件。
在柔性电子研究中引入超材料,利用其负泊松比、形状可编①程、光调控等超自▓然物理特性,有利于突破现有方法的瓶∮颈。相关研究已经得到了广泛的报道,涌现出很多令人耳目一新的成果,例如基于拉胀超材料的电子皮肤和柔性应变传感器,基于剪纸/折纸超材料的电子→复眼、基于光※子晶体的电子皮肤、基于光学超表面的隐身设计等等。但是,这一新兴领域的研究方兴未艾,缺乏系统的、全面的、深入机理↓的指引。针对此现状,本文在之前工▲作的基础上,提出了“柔性超材料电子”的概念,并阐述了■其机理、分类、特性、应用、挑战及可预见的发展╲方向。下图『形象地给出了概念、分类及代表性应①用:柔性力学超材料电子(FMMEs),关注力学超材材料对柔性电子变形性能的提▓升和创新;柔⌒ 性波动超材料电子(FWMEs),聚焦波动超材料对柔性电ω 子功能性的提升和创新;柔性活性超材料电子(FAMEs),在结构之外,单独讨论先进』功能材料提供的额外机遇。
作为一个高度综合性的交叉领域,FMEs表现出与生俱来○的复杂性和多样性,这对研究者知识体系的深度和广度提出了更高的◎要求。研究者需要同时了解柔性电子的性能需求和超材料所能提ㄨ供的解决方案,并建︾立合适的桥梁。然而,不同的学科之间不可避免地表现出不同的倾向性。比如超材料的研究倾向于探索新的物理现象并深入研究其产生机理,而柔性电子的研究则更多地关注各∏种性能表◥征和实用功能。已经报道的FMEs只是冰山一角,这一新兴领域的巨大潜力还有待挖掘。概念上的突破、多学科交叉的研究和需求◤驱动的创新应用将是未来工作的关键。该文抛砖引玉,旨在引起广大研究者对柔性超材料电子这一新兴领域的兴趣。
未经允许不△得转载:二九年华大学门户 » 机械学院黄永安教授团队提出“柔性超材料电子”概念
相关推荐
- 【战疫·坚守一线】由我校牵头编写的《高校开学应对新型冠状病毒肺炎疫情防控的专家共识》已公布
- 校党委副书记马建辉为生命学【院2021级临床医学中德班讲授思政课
- 武汉光电国家研究中◆心王健团队全光手性分离研究获进展
- 【整改№进行时】光电信息学院聚焦学风建设 助力︻学生成长
- 生命学院2021级临床医学中德班学习伟大抗疫↑精神
- 法学院全体教师参加“习近平╳法治思想大讲堂”集中学习
- “楚天园丁”吴洁: 用言行塑造学生的人生观
- 学校召开深化新时代教育评价改革精神宣讲会暨第五轮学科评估工作培训会
- 【迎百年 学党史】航空航天√学院召开党史学习方案研讨会
- 邵新宇教授获2018年度何梁何利奖
- 本学期“微课堂”结课
- 外国语学子当选省硬笔书法家协会高校分会首届理事
- 欧阳康在《中国社会科●学》发文分析“‘一带一路’与全球化新趋势”
- 华中科技大学公卫硕士班和清华社科硕士班开展线上共建活动
- 【学习贯彻六中全会精神】校领导为⊙国防社团学生宣讲十九届六中全会精神
- 土木学院21天英语打卡活动结ξ束
- 国际学生防范电信网络诈骗安全知识讲座举办
- 工信部对国家数字化设计与制造创新中心进行考核评估
- 校党委ㄨ开展春节走访慰问统一战线成员活动
- 学校举行2021年度教职工荣休仪式
新闻公告
- 机械学院黄永安教授团队提出“柔性超材料电子”概念 03-30
- 致公党华中科技大学委员会获市委会多项表彰 03-30
- 【70周年校庆·校史上〗的今天】3月30日 03-30
- 华中科技大学向吉林大学捐赠500万元物资 03-30
- 生涯♂讲座助力学子职业规划 03-29
- 基础医学院荣岳光团队在细胞自噬研究领域取得新进展 03-29
- 【70周年校庆·校史上的今》天☆】3月29日 03-29
高考招生
- 华中科技大学2017年全日制→普通本科招生章程 08-05
- 2018年华中科技大学全日制普通本科招生章●程 08-05
- 华中科技大学2014年本∮科招生章程 08-05
- 华中科技大学2015年全日制普通本科招生章〓程 08-05
- 华中科技大学2016年招生章程 08-05
- 华中科技大学2013全日制普通本科招生章程 08-05
- 华中科技大学2010年全日制普通本科招生章程 08-05
- 华中科技大学2012年全日制普通本科招生章程 08-05
- 华中科技大学2008年本科∑招生章程 08-05
- 华中科技大学2009年本科招生章程 08-05