柔性电子科技新时代 理大研究驱动产业升级

更新时间:09:00 2025-06-13 HKT
发布时间:09:00 2025-06-13 HKT

近十年来,柔性电子技术快速发展,为未来科技带来无限可能。柔性电子以其可弯曲、可拉伸的特性,突破了传统硬性电子的限制,广泛应用于可穿戴设备、健康监测和生物医疗装置等领域,为各行各业带来了巨大的创新潜力。例如,柔性显示技术已成功商业化,折叠手机、可卷曲平板电脑等产品逐步进入市场。此外,柔性传感器和生物电子装置的进步,使得精准健康监测和人体植入式设备成为可能,推动医疗诊断与个性化治疗的革新。

香港理工大学应用生物及化学科技学系软材料及器件讲座教授郑子剑教授领导的研究团队,正正处于这个科技变革的前沿,自2009年郑教授加入理大以来便专攻此领域,十多年来不断在柔性电子领域作出开创性的研究,带领理大团队成为下一个科技革命的核心驱动力,其市场前景广阔,产业规模将持续扩大,可以预期柔性电子将在智能城市、物联网和人机交互中将会扮演关键角色,改变人类与科技的关系。

香港理工大学软材料及器件讲座教授郑子剑自2009年加入理大以来便专攻此领域,他认为柔性电子在日常应用上将大有可为。
香港理工大学软材料及器件讲座教授郑子剑自2009年加入理大以来便专攻此领域,他认为柔性电子在日常应用上将大有可为。

研发夺得美国「矽谷国际发明创新节」两项大奖
郑子剑教授现为香港理工大学软材料及器件讲座教授,于软电子器件领域作出原创性贡献,先后发表二百多篇论文于国际期刊刊登,更取得多项专利及学术奖项。他认为柔性电子应用范围很广,在日常应用上将大有可为。郑教授介绍团队的工作:「我们的团队主要研究柔性电子材料和器件设备,简单来说就是将原有硬性的电子产品变成软性的、可以穿戴在身上、可以贴在皮肤上,甚至可以植入体内的软性电子产品。」

「可用于重症监护的无线透气心电贴片」项目去年夺得美国「矽谷国际发明创新节」两项大奖。
「可用于重症监护的无线透气心电贴片」项目去年夺得美国「矽谷国际发明创新节」两项大奖。

香港理工大学研发的柔性电子有很多优势,例如透气性高、弹性强、导电性和稳定性高,可以应用在不同的环境,包括新材料、新能源、健康检测、专业的运动检测甚至是生物医疗等,郑子剑教授领导的研究项目之一「可用于重症监护的无线透气心电贴片」,去年就夺得美国「矽谷国际发明创新节」全场第二大奖及金奖,郑子剑教授解释此项目的优胜之处:「得奖项目是一个可以用于重症监护的无线透气心电贴片,项目优胜之处采用的心电图电极贴片是具有高伸性和透气性,在家里连续贴一个星期,都没有皮肤红印或发炎情况,较传统的电极更加轻便,而且不需有线接驳,在家里可以舒服地监测到心跳。心电图可以透过智能手机,无线实时收集、分析和传输心电数据,并可供患者日常穿戴,项目现在在内地的医院进行临床测试,希望不久的将来可以正式投入使用。」

去年,郑教授领导的初创企业,在新材料及新能源领域的「下一代动力储能电池复合集流体的中试与量产」项目更获得香港特区政府推出的「产学研1+计划」认可和支持,让理大的科研人员开发更多创新方案,加强他们与不同行业合作伙伴的关系,并推动研究成果转化。每个获批项目可获港币一千万元至港币一亿元不等的资助。

郑子剑教授担任院长的香港理工大学大亚湾技术创新研究院正式落地惠州,并与当地8家企业签订合作项目。
郑子剑教授担任院长的香港理工大学大亚湾技术创新研究院正式落地惠州,并与当地8家企业签订合作项目。

于内地设立技术创新研究院加强合作
柔性电子技术被视为国家未来科技创新和产业升级的重要战略支点。理大亦积极和全国各地当地政府合作,设立技术创新研究院,将团队的科研成果,转化为切合当地产业和社会需求的技术和产品,其中郑子剑教授担任院长的香港理工大学大亚湾技术创新研究院,就已正式落地惠州,并与当地8家企业签订合作项目;已在温州正式启用的技术创新研究院亦已经和15间温州的企业和单位签订了框架协定。郑教授强调:「可见香港有实力做有用的科研,服务国家经济社会发展。」

时装及纺织学院助理教授黄琪瑶教授表示要研发出可用于实际环境的柔性贴片并不简单。
时装及纺织学院助理教授黄琪瑶教授表示要研发出可用于实际环境的柔性贴片并不简单。

跨学科团队致力于柔性电子贴片的研发挑战
郑子剑教授的跨学科团队,包括时装及纺织学院助理教授黄琪瑶教授。黄教授表示要研发出可用于实际环境的柔性贴片,殊不简单:「首先我们需要选择适合柔性电子应用的物料,包括可以支撑电子器件的柔性物料,发挥电子功能的物料等等,这些物料除了需要发挥传统电子功能之外,还要有生物相容性,即是要对人体安全。」

柔性贴片要考虑到物料的弹性、透气度、安全性及稳定性等,并不容易。
柔性贴片要考虑到物料的弹性、透气度、安全性及稳定性等,并不容易。

黄教授认为舒适亦非常重要,所以会注重物料的弹性和透气度,令柔性电子更舒适和适合穿戴,对于这些新型物料,团队也需要做很多测试来验证是否可以实际应用,例如需要模拟物料在日常使用中的反复拉展、屈曲、压缩等动作,还有不同的使用温度、湿度来评估物料的稳定性等等,如果物料是直接用在生物医学领域,例如用在人体皮肤甚至体内,更加要进行细胞毒性测试和动物模型测试等,确保物料对人体安全。另外在研究新型的电极物料开发柔性电池方面,亦会对电池进行一系列的性能测试,包括能量密度、寿命等关键指标,以确保电池能满足柔性电子器件和系统的需求。

随著柔性电子技术的高速发展,香港理工大学的研究团队在推动这一领域的应用上取得了显著成就。这些创新不仅为日常生活带来便利,还有潜力在医疗健康等关键领域发挥重要作用,预示著科技未来的广阔前景。