西工大黄维院士、于海东教授和南工孙庚志教授《Adv. Mater.》综述：基于天然材料的绿色柔性电子新进展

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塑料电子产品的开发满足了人们对柔性电子产品日益增长的需求，基于天然材料的柔性电子产品有望实现“绿色环保”的理念，但是也带来很大的生态问题。近日，西北工业大学柔性电子研究院的黄维院士和于海东教授与南京工业大学的孙庚志教授在《Advanced Materials》杂志上发表了题为“Green Flexible Electronics: Natural Materials, Fabrication, and Applications”的综述文章。从材料选取、器件制备以及实际应用等方面回顾了基于天然材料的绿色柔性电子产品的最新进展。全面介绍了各种天然材料及其衍生物的特性，尤其是重点介绍了蚕丝及丝绸、木材及纸张、植物和生物质等材料的优良性能。其次，介绍了加工天然材料及其衍生物的物理方法和化学方法，仔细分析了两种加工方法的优缺点。然后，介绍了基于天然材料的绿色柔性电子产品在各个方面的应用，包括电线/电极、天线、热管理装置、晶体管、忆阻器、传感器、能量收集装置、能量存储装置、显示器、执行器、电磁屏蔽以及集成设备。最后，展望了基于天然材料的绿色柔性电子产品的发展机遇与挑战。

文章要点：

1.综述了开发基于天然材料的绿色柔性电子产品的最新进展。

2.介绍了制备绿色柔性电子产品常用的蚕丝和丝绸、木材和纸张、植物和生物质等天然材料及其衍生物。这些材料的特性是绿色无毒、成本低廉、储量丰富、品质优异，具有极好的生物相容性。具备多级结构的天然材料通常含有丰富的官能团，可以通过适当加工使其具备很好的力、热、光、电性能，能够满足特定应用方面的需求。

3.介绍了加工天然材料及其衍生物的物理方法和化学方法。物理方法主要包括印刷技术、涂层技术、直写技术以及真空过滤技术，其优点是材料的制备简单快速；化学方法主要包括热解法、种子生长法、还原法、水/溶剂热法、电化学沉积法、聚合法以及生物吸附方法，其优点是制备的功能材料分布均匀且与天然基材的界面结合牢固。

4.介绍了基于天然材料的绿色柔性电子产品在电线/电极、天线、热管理设备、晶体管、忆阻器、传感器、能量收集设备、能量存储设备、显示器、执行器、电磁屏蔽以及集成设备等方面的应用进展。

5.尽管在过去的几年中，基于天然材料的绿色柔性电子产品的开发已取得长足的进展，但是仍有许多关键问题亟需解决。未来基于天然材料的绿色柔性电子产品的发展方向可以概括为以下几个方面：（1）提升绿色柔性电子产品性能的稳定性及耐久性；（2）开发适合大规模制备绿色柔性电子产品的工艺方法；（3）开发各种功能性的绿色柔性电子产品；（4）解决涉及私人信息数据和电子器件泄密、爆炸等安全问题；（5）提升绿色柔性电子产品的舒适性、可清洗性、器件评估以及测试方法的标准化程度。

图1 基于天然材料的绿色柔性电子器件的概要图示

图2 近十年来“绿色柔性电子”出版物的数量及引用量的曲线图。

图3 天然材料及其衍生物的图示。

图4 天然材料及其衍生物加工方法的图示。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211202

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