采编 | 奕帆

来源 | 人才头条

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7月24日，搭载问天实验室舱的长征五号B遥三运载火箭圆满升空。问天实验舱的巨大“翅膀”——柔性太阳电池翼，是目前国内研制的最大面积可展收柔性太阳翼。这对翅膀，无论是展开面积，还是供电能力，都能让空间站用电无忧。除此之外，在实验舱与空间站对接时，两只“翅膀”凭借其“高可靠可重复展收”的硬核技术，可以在太空中收放自如、刚柔并济，确保了电力时刻“在线”。

柔性太阳电池翼使用的是柔性电子中的柔性光伏技术，这些技术也是我国“柔性电子学之父”黄维院士团队的重要研究方向之一。最近《人才头条》采访了黄维院士团队的王学文教授，王教授在访谈中介绍了柔性电子研究现状，并展望了柔性电子研究未来。

王学文，西北工业大学教授、博导，柔性电子研究院副院长，前沿科学中心副主任，陕西省柔性电子重点实验室副主任，主要致力于柔性电子材料制备、性能表征与微纳智能传感器研究，探索柔性电子在健康医疗、人机交互、环境监测等战略新兴领域的应用。主持国家重点研发计划课题、陕西省重点研发计划重点项目、宁波市自然基金重点项目等国家级和省部级项目多项，已在Nature Materials、Science Advances、Advanced Materials、JACS等学术期刊发表论文70余篇，他引5400余次。担任国际先进材料协会会士（IAAM Fellow）、《材料导报》执行编委，是Nature Communication、Advanced Materials、Research等20多个期刊的审稿人。入选Nanoscale 期刊新锐科学家（Emerging Investigator）。

以下是采访实录

人才头条：王院长您好，了解到您主要致力于柔性传感器及相关材料的研究，请问最近有哪些科研成果？

王学文：柔性传感器是柔性电子系统的重要组成单元之一，最近我们围绕柔性传感材料的制备、器件加工与集成，及系统应用取得了一些进展。例如，我们研究团队与北京理工大学宋维涛教授合作，研究出一种可用于人体健康监测的柔性纤维应变传感器( Adv. Mater., 2022, 2107511)。然后我们将高性能纤维应变传感器植入到衣服中，研制了柔性可穿戴智能健康监测系统，该智能电子服装可实现对身体震颤、脉搏、呼吸、手势及6种人体运动姿态的实时监测。该项成果将有助于推动健康评估与疾病诊断技术向智能化、远程化、高效化、精准化等方向发展，为提升医疗信息传递、处理的效率和质量提供新的思路，促进远程医疗、“无人”医疗、智慧医疗等变革性医疗技术的发展，以期为智能时代的实现提供重要的技术储备。

图源|受访者

人才头条：请问该柔性可穿戴电子中的柔性纤维传感器，是如何兼具高机械强度和优异拉伸性能的？

王学文：柔性可穿戴电子系统作为新型的便携式电子设备，在人机交互、状态监测、医疗保健等领域具有广泛的应用。性能优越的可穿戴电子系统通常需要坚韧的材料来保证其耐用性和稳定性，由于纤维状的电子材料更易于集成到可穿戴设备中，且具有优良的结构灵活性，从而成为可穿戴电子系统中必不可少的基本组件。然而，制备兼具较高机械强度和优异拉伸性能的导电纤维材料仍然极具挑战，所以我们创造性地以一种高强度、高弹性的新型聚合物材料作为导电纤维传感器的内芯，极大增强了其力学性能，让传感器同时具备高力学强度和优异拉伸性能。此外，还利用静电纺丝技术与微纤维网络结构以及封装层的共同作用，极大地提高了纤维传感器对外部活动的敏感度。未来，我们将通过柔性纤维，编织出智能化马甲或背心等衣物，实现在日常生活中对人体健康指标的实时快速监测，使得生活更加智能、便捷、健康、安全。

人才头条：请问为什么说柔性电子是颠覆性科学技术，这项技术又是如何推动国家发展？

王学文：正如黄维院士所说：颠覆性科技创新主要有三种形式。第一，在基础研究取得创新突破基础上带来的重大技术变革；第二，长期技术积累与跨领域科技创新突破，导致量变到质变，最终发生颠覆性跨越提升；第三，在现有科技基础上的商业模式创新。因此，颠覆性技术是指能够重构国家现有基础、能力、结构的战略性创新技术，是以科学技术的新原理、新组合和新应用为基础，开辟全新技术轨道，重组传统产业的价值网络，对社会技术体系升级跃迁发挥着决定性的影响。作为高度交叉融合的颠覆性科技形式，柔性电子是集化学、物理、材料、生命、电子、计算机等多学科高度交叉融合的研究方向。我认为不同学科背景的思想碰撞，是激发创新的源泉。柔性电子以“轻”、“柔”、“薄”、“透”为主要特征，将改变现有信息载体形态，全面提升后信息时代电子器件在信息感知、存储、计算和显示等方面的能力，提升智能化水平，因此是新兴的颠覆性科技代表。在柔性传感领域，我们课题组提出的以新型柔性敏感材料为基础、柔性微尺度加工与集成为关键、利用人工智能数据挖掘，研制高性能柔性电子传感系统的研究策略，正是以瞄准科技前沿，面向国家重大需求，助力国家创新为最终目标。

人才头条：在未来，请问我国柔性电子行业应该从哪些方面进行突破和发力？

王学文：柔性电子代表着一场全新的信息技术革命，是我国自主创新引领未来产业发展的重要战略机遇，可与人工智能、材料科学、泛物联网、空间科学、健康科学、能源科学和数据科学等关键核心科技深入交叉融合，进而引领信息科技、健康医疗、航空航天、先进能源等领域的创新变革，带动相关产业实现变革性跨越。目前，中国的柔性电子在相关方向已经走在了世界前列，在一些关键性的方向上取得重大的创新建设、颠覆性的突破。只要继续往上攀登，中国终将会在未来的智能时代，引领世界科技发展。柔性电子产业是具有超高附加值的未来产业，其发展是个庞大的创新链发展，包括柔性电子材料、器件、加工工艺、制造装备等，我们应瞄准柔性电子产业链条的两端——研发创新和品牌塑造，获取更高的附加值。以柔性电子助力实现“三个转变”，推动中国制造高质量发展。

图源|受访者

人才头条：请问西北工业大学柔性电子研究院有何突出优势，下一步重点工作是什么？

王学文：西北工业大学柔性电子研究院成立于2017年，经过五年的发展，共引进各类人才近百人，承担培养柔性电子学方向硕士、博士学生五百余人。研究院在首席科学家黄维院士的带领下，创建了我国第一个柔性电子学博士学位授权点和第一个柔性电子学本科学位授权点（也是世界上第一个柔性电子学科），因此黄院士也被业界誉为“柔性电子学之父”。研究院建设有一个国家级平台和多个省部级平台，先后承担包括国家重点研发计划、基金委重点项目等在内的国家级和省部级项目200余项。近年来，围绕柔性传感与探测、柔性显示与照明、柔性光伏与储能等方向在关键材料可控制备、器件设计与制造、系统集成与应用方面取得了突破性进展。例如，面向世界科技前沿，在国际上开创了“有机超长余辉发光”（有机室温磷光材料）前沿研究领域，提出并验证了有机长余辉发光机制，为构建新型长余辉发光材料奠定了理论基础；面向人民生命健康，攻关“卡脖子”技术，解决了传统闪烁体发光量子产额低、发光寿命长和发光位置不可调的关键问题，发展了低剂量、高灵敏、柔性和动态X-光成像技术，所研发的器件性能优于传统X光成像的器件；面向国家重大能源战略需求，解决了现有钙钛矿光伏器件难以避免大量有毒溶剂使用、稳定性差的关键问题，提出了“离子液体钙钛矿光伏技术”，开发出世界领先、高效稳定的新型离子液体钙钛矿光伏器件；面向特殊环境多维信息快速监测的技术需求，提出了基于柔性电子的新型可穿戴传感芯片技术。在未来的工作中，我们将坚持“四个面向”，聚焦柔性电子领域自主创新。

人才头条：作为柔性电子研究院的教授、导师，请问您平时如何与学生相处，对团队有哪些要求？

王学文：“献身科学，追求卓越”的“SCIENCE” （Skepticism科学质疑、Curiosity 好奇驱动、Industriousness天道酬勤、Enthusiasm奉献热忱、Novelty追求创新、Confidence文化自信和Ethics守望良知）核心科研精神是黄维院士团队的科研文化。在秉承团队科研文化的基础上，我对学生的要求比较严格，鼓励学生独立思考，引导学生之间相互学习合作，在实践中培养发现问题和解决问题的能力。在平常，我只要有时间就会去实验室和大家讨论的最新的实验进展和困惑，这样有利于发现学生在科研过程中的问题，及时纠正并调整研究方案。我认为做科研就像是在解答一道没有固定答案的问题，而学生应该独辟蹊径并全力以赴寻找出一个答案，这才是科研的魅力所在。习总书记引用《资本论》的一句话，我个人很喜欢，“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点”，攀登的过程不免艰辛，也许孤独，但这不会成为我们向上的阻碍，我和我的团队将协作互助，永远直面挑战，勇攀高峰。

人才头条：最近问天舱发射成功，在航天领域首次使用了柔性太阳能电池板，请问您的团队以后在航天领域会做出哪些科研创新？

王学文：探索浩瀚宇宙，建设航天强国，一直是我们国家的梦想。柔性电子器件所具有的质轻、柔软和集成度高的特质，可满足航天电子系统对电子器件结构轻量化、形态可变化、感知智能化和低能耗化的技术需求，具有巨大的应用潜力和发展前景。未来，我们将更加关注特殊环境下工作的柔性传感器，持续思考如何通过新型柔性电子材料及加工工艺提升柔性传感器的性能和功能满足国家重大战略需求，探索其在特殊环境的适应性等问题，探索其在特殊环境的适应性等问题。在航天领域，通过材料的变革，让航天器或飞行器减重一直是重要的科研方向。据初步估算，用柔性电子系统代替现有传统电子系统可实现重量减轻90%以上，我们设想如果将航天器或飞行器的内部电子系统，如仪表盘、操纵杆、按钮等替换为柔性电子系统，那么就能大幅度减轻重量设备，这是我们正在努力的一个研究方向。作为青年科技工作者，应勇于担当，敢于作为，用我们的科研成果助力早日实现中华民族伟大复兴，助力构建人类命运共同体，让柔性电子助力中国在星辰大海的征途上，永不止步。