柔性電子科技新時代 理大研究驅動產業升級

更新時間:09:00 2025-06-13 HKT
發佈時間:09:00 2025-06-13 HKT

近十年來,柔性電子技術快速發展,為未來科技帶來無限可能。柔性電子以其可彎曲、可拉伸的特性,突破了傳統硬性電子的限制,廣泛應用於可穿戴設備、健康監測和生物醫療裝置等領域,為各行各業帶來了巨大的創新潛力。例如,柔性顯示技術已成功商業化,折疊手機、可捲曲平板電腦等產品逐步進入市場。此外,柔性傳感器和生物電子裝置的進步,使得精準健康監測和人體植入式設備成為可能,推動醫療診斷與個性化治療的革新。

香港理工大學應用生物及化學科技學系軟材料及器件講座教授鄭子劍教授領導的研究團隊,正正處於這個科技變革的前沿,自2009年鄭教授加入理大以來便專攻此領域,十多年來不斷在柔性電子領域作出開創性的研究,帶領理大團隊成為下一個科技革命的核心驅動力,其市場前景廣闊,產業規模將持續擴大,可以預期柔性電子將在智能城市、物聯網和人機交互中將會扮演關鍵角色,改變人類與科技的關係。

香港理工大學軟材料及器件講座教授鄭子劍自2009年加入理大以來便專攻此領域,他認為柔性電子在日常應用上將大有可為。
香港理工大學軟材料及器件講座教授鄭子劍自2009年加入理大以來便專攻此領域,他認為柔性電子在日常應用上將大有可為。

研發奪得美國「矽谷國際發明創新節」兩項大獎
鄭子劍教授現為香港理工大學軟材料及器件講座教授,於軟電子器件領域作出原創性貢獻,先後發表二百多篇論文於國際期刊刊登,更取得多項專利及學術獎項。他認為柔性電子應用範圍很廣,在日常應用上將大有可為。鄭教授介紹團隊的工作:「我們的團隊主要研究柔性電子材料和器件設備,簡單來說就是將原有硬性的電子產品變成軟性的、可以穿戴在身上、可以貼在皮膚上,甚至可以植入體內的軟性電子產品。」

「可用於重症監護的無線透氣心電貼片」項目去年奪得美國「矽谷國際發明創新節」兩項大獎。
「可用於重症監護的無線透氣心電貼片」項目去年奪得美國「矽谷國際發明創新節」兩項大獎。

香港理工大學研發的柔性電子有很多優勢,例如透氣性高、彈性強、導電性和穩定性高,可以應用在不同的環境,包括新材料、新能源、健康檢測、專業的運動檢測甚至是生物醫療等,鄭子劍教授領導的研究項目之一「可用於重症監護的無線透氣心電貼片」,去年就奪得美國「矽谷國際發明創新節」全場第二大獎及金獎,鄭子劍教授解釋此項目的優勝之處:「得獎項目是一個可以用於重症監護的無線透氣心電貼片,項目優勝之處採用的心電圖電極貼片是具有高伸性和透氣性,在家裡連續貼一個星期,都沒有皮膚紅印或發炎情況,較傳統的電極更加輕便,而且不需有線接駁,在家裡可以舒服地監測到心跳。心電圖可以透過智能手機,無線實時收集、分析和傳輸心電數據,並可供患者日常穿戴,項目現在在內地的醫院進行臨床測試,希望不久的將來可以正式投入使用。」

去年,鄭教授領導的初創企業,在新材料及新能源領域的「下一代動力儲能電池複合集流體的中試與量產」項目更獲得香港特區政府推出的「產學研1+計劃」認可和支持,讓理大的科研人員開發更多創新方案,加強他們與不同行業合作夥伴的關係,並推動研究成果轉化。每個獲批項目可獲港幣一千萬元至港幣一億元不等的資助。

鄭子劍教授擔任院長的香港理工大學大亞灣技術創新研究院正式落地惠州,並與當地8家企業簽訂合作項目。
鄭子劍教授擔任院長的香港理工大學大亞灣技術創新研究院正式落地惠州,並與當地8家企業簽訂合作項目。

於內地設立技術創新研究院加強合作
柔性電子技術被視為國家未來科技創新和產業升級的重要戰略支點。理大亦積極和全國各地當地政府合作,設立技術創新研究院,將團隊的科研成果,轉化為切合當地產業和社會需求的技術和產品,其中鄭子劍教授擔任院長的香港理工大學大亞灣技術創新研究院,就已正式落地惠州,並與當地8家企業簽訂合作項目;已在溫州正式啟用的技術創新研究院亦已經和15間溫州的企業和單位簽訂了框架協定。鄭教授強調:「可見香港有實力做有用的科研,服務國家經濟社會發展。」

時裝及紡織學院助理教授黃琪瑤教授表示要研發出可用於實際環境的柔性貼片並不簡單。
時裝及紡織學院助理教授黃琪瑤教授表示要研發出可用於實際環境的柔性貼片並不簡單。

跨學科團隊致力於柔性電子貼片的研發挑戰
鄭子劍教授的跨學科團隊,包括時裝及紡織學院助理教授黃琪瑤教授。黃教授表示要研發出可用於實際環境的柔性貼片,殊不簡單:「首先我們需要選擇適合柔性電子應用的物料,包括可以支撐電子器件的柔性物料,發揮電子功能的物料等等,這些物料除了需要發揮傳統電子功能之外,還要有生物相容性,即是要對人體安全。」

柔性貼片要考慮到物料的彈性、透氣度、安全性及穩定性等,並不容易。
柔性貼片要考慮到物料的彈性、透氣度、安全性及穩定性等,並不容易。

黃教授認為舒適亦非常重要,所以會注重物料的彈性和透氣度,令柔性電子更舒適和適合穿戴,對於這些新型物料,團隊也需要做很多測試來驗證是否可以實際應用,例如需要模擬物料在日常使用中的反覆拉展、屈曲、壓縮等動作,還有不同的使用溫度、濕度來評估物料的穩定性等等,如果物料是直接用在生物醫學領域,例如用在人體皮膚甚至體內,更加要進行細胞毒性測試和動物模型測試等,確保物料對人體安全。另外在研究新型的電極物料開發柔性電池方面,亦會對電池進行一系列的性能測試,包括能量密度、壽命等關鍵指標,以確保電池能滿足柔性電子器件和系統的需求。

隨著柔性電子技術的高速發展,香港理工大學的研究團隊在推動這一領域的應用上取得了顯著成就。這些創新不僅為日常生活帶來便利,還有潛力在醫療健康等關鍵領域發揮重要作用,預示著科技未來的廣闊前景。