技术与专利：弯曲多适应性的科技材料趋势

从2016年11月份科研、专利的新动向中，分析材料的“灵活自适应”应用趋势。...

每月科技新品分析（2016年11月）

关键字：智能材料弯曲半导体柔性科研专利

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数据公园从材料的角度分析科技趋势，从科研课题、专利等科技研究层面的前沿科技角度，分析科技产品产业链中各元件的材料趋势。从2016年11月的科研前沿材料中可以观察到，具有弯曲、多变的自适应形式的材料，是重要材料趋势，材料趋势同样会影响科技产品的趋势，数据公园结合IBM、苹果、MIT等知名企业、机构的科研新动向中做出以下总结，为科技研发者提供参考。

超小多适用性芯片

●IBM 碳纳米管研发芯片

纽约 IBM 实验室研发了一项“碳纳米管”材料制造的芯片，碳纳米管是分子水平结构的微型芯片，尺寸非常小，工艺极难操作。IBM 研究团队使用“自然生长”的灵感，在设定的小型结构空间中，以“化学方式”的引导生产封装碳纳米管，而非直接操作碳纳米管。碳纳米管骨架是六边形蜂窝状结构，有类似“硅”一样的优良半导体特性，能够接通电流传输电力。碳纳米管的芯片的理论性能在计算机上运算速度至少会提升6倍，并且因为尺寸极小可以应用在曲面屏的科技产品，而且碳纳米管材料的耗能很低，更具有可持续意义。

图片来源www. dailymail.com

●IBM 碳纳米管研发芯片

韩国科学技术院 KAIST（Department of Physics at Korea Advanced Institute of Science and Technology）在2016年11月公开了一项纸质材料制作的芯片，解决了传统硅（Si）基板芯片不易降解、污染环境的问题，并且使用纸材料将低了电路价格。纸质芯片是将以纳米为单位的超小型半导体元件和纸质的纤维丝进行匹配的项目，当纤维丝小于纳米级半导体元件时，纸质材料就能够作为半导体元件的承载体。KAIST物理系开发出纳米级的极为微小型的半导体元件，并和纸纤维相结合的实验获得成功，并在材料类学术杂志《Advanced Materials》上刊登了研究成果。

图片来源www. dailymail.com

弯曲屏幕的专利科研

苹果在2016年11月公开了一项关于屏幕的新专利“柔性显示屏设备”，在三星曲面屏手机试水市场获得成功后，苹果也在尝试对手机屏幕做出革新。这项屏幕专利的关键是“可折叠”，不仅是“曲面屏”，而且可以对折折叠，类似于功能机时代的翻盖手机，并且还有多种折叠方式，可以一折对叠也可以三折，甚至反转向外折叠。

在对折的专利说明中，上半部分手机装有摄像头、电路、扬声器等元件，而下半部分有麦克风、GPU等元件，上下部分通过轴和铰链连接，并且屏幕是由柔性的印刷线路板连接着。

图片来源www.macgg.com

可弯曲电池

●佛罗里达中央大学（UCF）研发柔性超级电池

佛罗里达中央大学（UCF）的科研团队2016年11月被公开了一种续航能力超长的柔性弯曲电池的科研项目。这项研究的电池使用超级电容器，由百万条纳米级的电线组成，纳米电线外包覆喷涂了一层二维材料，利用化学合成的办法将二维材料和纳米电线整合，整合后的电容能力和功率密度以及稳定性远超过目前常规标准，因此具有超高的导电性能和储电性能，有快速充电的功能，实验状态下充电1500次性能才会降低。并且这项充电材料柔性性好，能够弯曲，适用的方向包含近年大热的可穿戴、电动能源汽车等科技产品中。

图片来源http://tech.163.com/16/1106/09/C567P3TF00097U80.com

●夏普研发超薄弯曲光伏电池

夏普和日本宇航研发机构实验室（JAXA）联合开发的可弯曲光伏电池被公开，并将于2016年12月份应用在将要发射的无人宇宙飞船上。这项新材料具有轻薄、高性能、可折叠的特点，厚度仅有0.3mm，而重量只有常规光伏电池的七分之一，但发电功率比传统光伏电池高7%。因为其柔韧轻薄的性能，这项新材料应用于太空探测器中，能够降低探测器的载荷重量，同样因其占用空间小，更容易通过加装的形式增大电池面积和电量。这项材料在可穿戴设备上同样有无线应用可能，能够降低可穿戴设备重量、提高佩戴舒适性。

图片来源www.cbea.com

软性自适应的机器人纤维

MIT机械工程系的研究团队于2016年11月在学术期刊 Advanced Materials上，发表了一项应用于机器人上的新材料“人造肌肉纤维”。这个新发明使用的是造价成本较低的尼龙纤维，并且经久耐用，遇热后尼龙会缩短长度并增粗、增大直径，通过改变这个寻常材料的纤维形状和加热方式，科学家提升了尼龙纤维的弯曲特性，取得科研突破。这项研究的创新点在于能够为机器人提供可以“变动”、“自行调整”的肌肉皮肤，根据机器人造型自动适应、收缩，提供极度合体的适用于机器人骨骼外的填充肌肉。