《可弯曲的微型 LED重塑未来可穿戴技术》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-09-04
  • 来自得克萨斯大学达拉斯分校(University of Texas at Dallas)的研究人员和他们的国际同事已经开发出一种制造微型LED的方法, 它可以折叠、扭曲、切割并粘在不同的衬底上。这个技术旨在满足对柔性可穿戴电子产品的需求。
    Moon Kim是来自达拉斯分校材料科学与工程系的杰出教授, 同时也是这项研究的主要作者。Moon Kim说:“这项研究的最大好处是,我们创造了一个可拆卸的LED,它几乎可以连接到任何物体上面。你可以把它转移到你的衣服,甚至橡胶上面 。这是这项研究的主要思想。即使它被折叠也不被损坏。如果你切割它,你仍然可以使用一半的LED。”
    研究人员通过一种称为远程外延技术开发了这种灵活LED,该技术可以在蓝宝石晶圆衬底上生长一层薄薄的LED晶体。研究人员在衬底上添加了一个不粘层,不粘层可使LED可从晶圆上分离。不粘层由石墨烯组成,它的作用类似于用羊皮纸保护烤盘, 这样可以轻松把烤好的饼干拿下来。
    Kim说:“石墨烯不会与LED材料发生化学结合,它只是一层中间层,我们能够从晶圆上剥离LED并将它粘在任何表面。”来自韩国的合作人员在实验室对LED进行了测试,他们将LED粘附在弯曲的表面,随后被扭曲、弯曲以及折叠。在另一个演示中,他们把这种LED粘在了一个乐高人物的腿上,乐高人物摆出了不同的腿部姿势。Kim说弯曲和切割不会影响LED的质量或电学性能。
    弯曲的LED 具有多种潜在的用途,包括柔性照明、服饰和可穿戴生物医学设备。从制造的角度来看,制备工艺提供了另一个优势。由于 LED 可以在不破坏底层晶圆衬底的情况下拆卸,因此晶圆可以重复使用。研究人员正在努力将制备工艺应用于其他类型的材料。

相关报告
  • 《自供电可穿戴技术》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-05-08
    • 对于新兴的可穿戴技术而言,它需要改进的电源。现在密歇根州立大学的研究人员通过皱巴巴的碳纳米管森林或CNT森林提供了潜在的解决方案。 MSU软机和电子实验室主任曹长永带领一支科学家团队创建了高度可拉伸的超级电容器,为可穿戴电子设备提供动力。新开发的超级电容器具有坚固的性能和稳定性,即使在数千次拉伸/松弛循环中拉伸至其原始尺寸的800%时也是如此。 该团队的成果发表在Advanced Energy Materials杂志上,可能会刺激新的可拉伸能量电子系统,植入式生物医学设备以及智能包装系统的发展。 “成功的关键是对垂直排列的CNT阵列或CNT森林进行压皱的创新方法,”MSU包装学院助理教授曹说。 “我们的设计不是在制造过程中严格限制扁平薄膜,而是使三维互连的CNT森林保持良好的导电性,使其更加高效,可靠和坚固。” 大多数人都知道可穿戴技术的基本形式是与智能手机通信的iWatches。在这个例子中,这是需要电池的两项技术。现在想象一下烧伤受害者的智能皮肤补丁,可以监控治疗,同时为自己供电 - 这是Cao的发明可以创造的未来。 在医疗领域,正在开发可伸缩/可穿戴电子设备,其能够产生极端扭曲并且能够符合复杂的不平坦表面。将来,这些创新可以整合到生物组织和器官中,以检测疾病,监测改善,甚至与医生沟通。 然而,令人烦恼的问题是一种可互补的可穿戴电源 - 一种持久耐用的电源。为什么要开发出很酷的新贴片,如果他们不得不使用笨重的电池组来加热并需要充电? (这是极端的,但你明白了。) Cao的发现是第一个使用皱折的常规CNT用于可伸展的能量存储应用,它们像树木一样生长,它们的檐篷缠绕在晶圆上。然而,这片森林只有10-30微米高。转移和揉皱后,CNT森林形成令人印象深刻的可拉伸图案,如毯子。 3D互连的CNT森林具有更大的表面积,并且可以使用纳米颗粒轻松修改或适应其他设计。 “它更加强大;它确实是一项设计突破,”Cao说,他也是机械工程和电气和计算机工程的助理教授。 “即使它沿着每个方向伸展到300%,它仍然可以有效地传导。其他设计会失去效率,通常只能在一个方向上伸展,或者当它们以更低的水平拉伸时完全失灵。” 就其收集和储存能量的能力而言,Cao的皱巴巴的纳米森林胜过大多数已知存在的基于CNT的超级电容器。尽管表现最佳的技术可以承受数千次拉伸/放松循环,但仍有改进的余地。 金属氧化物纳米颗粒可以容易地浸渍到皱折的CNT中,从而本发明的效率进一步提高。 Cao补充说,新发明的方法应该推动自供电可拉伸电子系统的发展。 ——文章发布于2019年5月2日
  • 《新款可穿戴设备利用膝盖弯曲发电》

    • 来源专题:科技大数据监测服务平台
    • 编译者:zhoujie
    • 发布时间:2019-07-23
    • 新款可穿戴设备利用膝盖弯曲发电. 中国科研人员在新一期美国《应用物理通讯》杂志上发表论文说,他们开发出一种可穿戴在腿上的发电设备,通过捕获人行走时膝盖弯曲产生的动能发电,有望用于为可穿戴健康监测仪等供电。 中国香港中文大学机械与自动化工程系教授廖维新及其团队利用压电纤维材料和连杆,设计出含有类似发动机曲柄结构的设备,该设备重量只有307克。它被穿戴在腿上后,可捕获人体行走时膝盖自然弯曲产生的动能,并转换为电能。 穿戴这种设备的人以每小时4公里的速度行走时,设备输出功率为1.6微瓦特。研究人员对比了受试者穿戴与不穿戴这种设备行走时的呼吸状况,认为穿戴这种设备步行不需要额外出力。 此前一些可穿戴的能量采集设备利用人行走时带来的震动发电,效率较低。廖维新说,人的步行频率很慢,从震动中收集能量的效率较低,而此次研发的设备利用膝盖弯曲产生的动能发电,绕过了这一限制。 研究人员认为,新的人体动能采集技术有望促进可穿戴设备发展,使可穿戴健康监测仪等实现“自供电”,使用者可以摆脱经常需要充电带来的不便。