高端访谈 | 乌克兰Ivan Babichuk：中国将成为亚太地区柔性电子产品市占率第一

《科技与金融》高端访谈栏目将连续多期对多位高层次外国专家进行专访，为产业的技术升级、产业转型把脉献策，探讨产业发展及国际合作等方面的机遇和挑战，为读者带来国际合作的经验借鉴与启发。 

随着现代科技的发展，在信息技术、新材料、新能源等领域，特别是交叉融合方向，正涌现出一批能够改变科技、经济、社会格局的颠覆性技术。
柔性电子就是在多学科高度交叉融合基础上形成的颠覆性科技，它以柔性材料为基础、柔性电子器件为平台、光电技术应用为核心，突破经典硅基光电子学的局限，为电子器件设计集成、能源革命、医疗技术等领域的变革提供创新支持，是引领未来产业发展的重要技术之一。
作为新一代电子技术，柔性电子市场发展潜力巨大，受到了社会高度关注。我国的柔性电子行业虽起步较晚，但国家十分重视柔性电子产业的发展，在某些方面甚至引领行业科技发展方向。
这与许多高校对柔性电子学领域的投入不无关系，在江门五邑大学，来自乌克兰的特聘教授Ivan Babichuk博士与团队一起，致力于研究柔性穿戴电子器件的表征与测试、二维半导体及聚合物材料的光电性能分析等 。
Ivan Babichuk在接受《科技与金融》专访时表示，中国科研工作者采用创新方法来解决复杂科学问题，有助于提高实验效率。中国重视科研成果商业化，对推动经济和生产力的发展大有裨益。

本文首发于《科技与金融》2022年9月刊

采访｜李慧 文︱张孟月

校对丨吴政希 图丨由受访者提供

Q 《科技与金融》记者A  Ivan Babichuk

研在中国

Q  您为什么选择来到五邑大学从事科研及教学的工作？

A  中国在许多领域都有强大的发展动力，吸引着世界各国的人才前来。于我而言，独特的中华文化和解决复杂科学问题的创新方法引领我来到这里。

在乌克兰国家科学院半导体物理所毕业后，我来到深圳大学从事博士后研究工作，并在成功完成资助项目后搬到了江门。

据我所知，五邑大学也被纳入了粤港澳大湾区的发展规划，拥有快速发展的潜力。在合作伙伴的建议下，我选择了在这里继续科研事业，主要的研究方向为材料科学、半导体物理学和半导体器件。

Q 在中国的科研工作如何加深您对中国的了解？从事科研的过程中，有哪些吸引您的地方？

A  在中国，科研工作者经常采用创新的方法来解决科学问题。在欧洲开展新项目前，我们总是专注于研究材料（金属、半导体、高分子材料和陶瓷）的基本特性，这些材料日后将用于原型的开发。

虽然我们在研究上花费了更多时间，但减少了开发和修改的时间。因为已经知道为什么材料在外部影响（温度、压力、磁场或电场等）下会有不同的表现方式，其后的工作就像“乐高”游戏，选择所需要的参数并构建设备即可。

这也许听起来很简单，但背后离不开科学家和工程师们的辛勤付出。而在中国，我和同事们尝试使用不同的方法来解决类似的问题。

我们先对已知材料的原型进行测试，其后再研究影响实验结果的因素。这与西方的研究方法不同。在我看来，这种方法能让我们尽快得出实验结果，但因为对材料的基本属性缺乏了解，使修改变得更复杂。

如果这两种方法能有机结合，那么既能清楚地看到实验结果的走向，也能研究外部物理因素对构成原型的材料性能的影响。我们希望国际科技合作可以推动研究方法的升级。

在从事科研的过程中，参与关于未来合作的讨论让我感到非常有趣。熟悉彼此的同事和新团队成员的代表齐聚一堂，面对面地讨论，手边放着一杯茶或温水。

经过一番热烈的讨论，许多问题得以解决，大家开始随意地交谈。在多数情况下，这样的会议都能圆满结束。

然而，在2020—2022年期间，因为受新冠肺炎疫情的限制，科学家们不得不从面对面会议转为线上会议，这在一定程度上对科研合作造成了阻碍。然而，大家正逐渐适应从传统的交流方式转为新的远程互动。

Q  中国的人才引进政策在推动中国科技创新方面发挥着怎样的作用？A  创新是创造新知识、新思想的过程，全球的创新人士推动了现代世界的科技进步。中国和其他国家一样，吸引全球优秀人才，开发尖端技术，打造了“中国智造”的形象。

中国在创新方面的成果将对它的经济竞争力和全球领导力产生巨大影响。研发是创新的支柱，研发的进步推动中国在全球创新指数排名中排名上升，目前排名第9位。

值得一提的是，中国的大部分研发都面向商业应用，人们对科技成果的转化率有较高的期待。这时就体现出高等教育的“火车头”作用，科技的可持续发展需要高层次人才的支撑。

在我看来，为提高人才引进政策的效力，应更多关注长期发展规律而非短期的商业成功。除吸引外国人才外，中国可以培养自己的青年人才，也可以通过国际科技合作来促进经济的发展。

同时，从发展中国家寻找具有创业精神的青年人才也能为中国的发展助力。中外人才的通力合作能提升科技事业的吸引力，以创新促发展，推动全球技术革新。

研究之路

Q  作为柔性电子材料领域的专家，请您与我们分享一下柔性电子的应用领域。

A  柔性电子是新一代信息技术的重要发展方向之一，在触觉电子、虚拟现实、人机交互、健康监测等领域具有较大的应用潜力。

最近几十年来，科学家们对多种传感机制进行了深入的研究和探索：从高灵敏度的压阻式和电容式传感器发展到零功耗的压电式和摩擦式传感器。

目前，科学家们积极研究不同材料及其性能，以获得基于它们的传感器和致动器；开发新的或改进现有的具有生物相容性和可降解性的压电材料，以便将它们应用于可供生物医学使用的小型设备。

以乳酸为原料，利用可再生资源制备的聚乳酸(PLA)是一种极具应用前景的绿色材料。由于PLA分子中的极性基团能引发电荷捕获效应，基于PLA的柔性电子器件具有透明性、可降解性和生物相容性的特点，可作为环保电子器件、植入式医疗器械和人工皮肤。

作为具有半导体物理和电介质物理学知识的材料科学专家，我在团队中致力于基于CVD生长的2D材料（MoS2）触觉传感器的开发。我在物理、化学和生物的交叉领域工作，根据不同材料的基本特性设计柔性电子器件的各种应用。

掌握跨学科知识使我在这个领域比其他专家更具优势，但也需要不断潜心钻研这些不同领域的科学和技术。

Q  能否请您介绍一下您和团队目前主要的研究工作？在实验过程中，你们遇到了哪些困难？A  我们是一个跨学科的研究团队，致力于了解纳米和生物可降解材料的独特特性，如何将这些材料创新使用以增强其应用的性能也是我们研究工作的重点。

我们的研究大致分为三个领域：

• 第一，采用自下而上组装和自上而下微纳米制造技术的合成材料；

• 第二，材料特性表征，包括电子、光电子、机械和应变相关特性；

• 第三，低功率、节能的电子、光电子、传感器、太阳能电池、柔性和印刷电子以及生物传感器和可植入应用设备等设备的表征与测试。

我的主要研究方向是基于二维半导体的薄膜场效应晶体管（ TF-FET）的设计和表征。 

二硫化钼（MoS2）是最有前途的二维半导体之一，由于其直接带隙，MoS2单分子层在包括柔性传感器在内的多个应用领域都比石墨烯更有优势。

这包括生成大规模MoS2单层，研究二维半导体和聚合物材料的光电特性，将单层转移到柔性基底以构建可穿戴电子设备，以及在机械应变期间测试这些设备的特性。

在实验过程中，我们遇到了以下三个主要问题：

• 其一，要获得大面积的高质量单层（1x1 cm2），而不是薄片（大小为50 mkm2的三角形或星形）。这意味着我们要努力把增长速度提高1000倍，尽管很难，但我相信我们能攻克难关。

• 其二，由于在化学气相沉积（CVD）生长过程中形成的大量缺陷，迁移率非常低。

• 其三，要将MoS2单层转移到柔性基底上，同时保持有序的晶体结构。

虽然我们和学生们经常一起工作到深夜，但团队成员间的精诚合作以及来自学院的大力支持都让我们备受鼓舞。制定了详细的研究计划后，我们经常讨论、交流，并根据时间安排采取相应的行动。

值得一提的是，我们组的同学们提出的创新方案有效提高了实验效率。最后，我们对实验结果进行了激烈的讨论，并对外提交了一份极具竞争力的论文。

产业前瞻

Q  据您所知，中国柔性电子产业目前发展的现状如何？在材料方面有哪些技术突破？A  过去几年的出版物表明，世界范围内对柔性电子设备的需求正在增长，相应地，人们对创造高效柔性传感器的兴趣也在提高。
随着对这种柔性设备的需求增加，设计和应用的任务也在不断增长——合成高质量的、无缺陷的MoS2单分子层，并将这些单分子层转移到柔性基底，提高使用寿命、能源效率和机械冲击（压缩、张力）。
全世界的科研团队正在努力工作，以解决相关的研究难题。我们团队专注于二维半导体器件的合成和受控工程变形领域的研究，这方面产生的问题最多。

2004年单层石墨烯的成功分离，引领了2D材料和设备领域的蓬勃发展。与其他新兴的科学领域一样，最初几年，科学家们对单质和复合2D材料的性质进行了深入的研究，随之而来的是对其商业应用的期望不断上升。

然而，随着时间推移，该材料商用表现不佳，人们对此感到失望。但时间仅过去了十多年，使用2D材料开发实用技术的工作才刚刚开始。

研究人员和工程师现在比以往任何时候都更需要坚持到底，以便从之前的科学研究中获得经济效益。

Q  中外在柔性电子领域的交流情况如何？将为中国的发展带来哪些助益？A  中国是亚太地区为柔性电子产品市场增长做出贡献的主要国家之一。丰富的劳动力资源使中国拥有许多高质量的劳动密集型制造商。因此，制造柔性电子产品在中国的贸易中占了很大的份额。

中国大量进口零部件，并将零部件组装成成品，比如消费类电子产品和电脑，然后出口。我预计中国将成为亚太地区柔性电子产品市场占有率第一的国家。

柔性电子市场内的中外各机构通过各种策略，如企业发布新产品、企业间的合并和收购、与政府合作、金融机构资助初创企业和技术攻关等，为柔性电子市场的增长做出了巨大贡献。这些都有助于中国经济的发展，提高中国在世界柔性电子市场的地位。

Q  您对中国柔性电子产业的未来发展有何建议？A  当前，每个国家未来发展的关键都在于受过良好教育的高素质人才。为了中国科技的进一步发展，包括柔性电子在内的新技术都应建立相关的科研院所，引进中外的优秀科学家。
青年人才需要学习基础知识，以便理解研究对象的晶体结构和能量变化的本质，从而在制造柔性电子设备时进行有效的调整。
我认为各省市的政府机构应该鼓励创新想法和实践的发展，这不仅对城市经济有所助益，也将吸引相关的年轻人才前来。

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