常州印刷电子产业研究院张婕谈电子产品的 “印刷术”

　　日前，常州印刷电子产业研究院副院长、国家“千人计划”专家张婕向记者展示了这样一项神奇的技术。

 

　　从建造火电站，到研究纳米材料

 

　　“去美国读研究生之前，我在西南电力设计院工作了5年，参加过几座火电站建造。”张婕简单地向记者介绍了自己出国前的工作经历。

 

　　1989年，她离开家乡四川成都，远赴美国伊利诺伊大学芝加哥分校攻读机械工程硕士和博士学位。在导师的带领下，她参与了多项纳米材料生成原理的科研项目，完成了从火电站这样的“大家伙”向“精工细活”的纳米材料领域的跨越。

 

　　取得博士学位后，张婕进入美国顶尖的芯片制造商和电子通讯企业摩托罗拉，从事电子元器件材料和工艺优化的研发工作。“在摩托罗拉，我做的第一个课题，就是用喷墨打印的方式，在芯片和电路板上打印焊点和纳米银浆，以及修复器件。”2002年，为了开发全新的生产工艺和柔性电子产品，张婕和她所在的团队开始实施印刷电子技术创新。2010年，她应邀主持了新加坡国家印刷电子技术及大面积卷对卷印刷产业计划。

 

　　而此时，正值国内的印刷电子技术方兴未艾。

 

　　“用科技创新的方式支持中国制造业的发展，这对我非常有吸引力，我觉得是时候回来报效祖国了。”2016年9月，张婕回国，加入常州印刷电子产业研究院。

 

　　张婕坦言，相比于欧美日韩由企业主导、以生产需求为导向的科研体系，国内更有着“集中力量办大事”的良好创新创业环境，国家和地方政府在政策、资金等方面的大力扶持，让科研团队和项目免除后顾之忧，可以全力攻坚。

 

　　将整套电子设备穿在身上

 

　　印刷电子技术，就是采用印刷的方式制作电子元器件及系统。

 

　　张婕向记者介绍，目前研发的许多有机和无机纳米半导体和导电材料，都可以制备溶液并制成功能性油墨，再借助普通印刷设备，就可以在柔性基材上打印出一个个功能元器件。

 

　　“比如，在一件普通的衣服上，采用印刷电子技术，可以将传感器、导线、储存器、电源等，全部集成在布料上，打印出一整套心电图测量仪器，以帮助居家老人在日常生活不受影响的情况下，进行全天候的心脏监测。”张婕向记者简单描绘了一幅印刷电子技术的应用前景，“最为关键的是，这样一件衣服比普通的衣服贵不了几十块钱。”

 

　　张婕告诉记者，印刷电子产业并不是对传统电子制造产业的替代，而是对其传统工艺的优化与补充。她说，印刷电子技术致力于运用优化的图形印刷作为其制造工艺，在柔性基底上进行电子元器件和系统印刷，可以实现大面积、高速度、低成本量产，其增材制造的过程几乎没有污染排放，这也将推动印刷电子开拓传统微电子无法企及的潜在市场。

 

　　新材料与智能制造的一座桥梁

 

　　目前，常州印刷电子产业研究院是国内唯一专注于印刷电子技术产业化的研发平台。“中国的印刷电子技术起步虽晚，但发展飞速。”张婕告诉记者，据她观察，目前研究院在全球范围内基本处于领先水平。

 

　　印刷电子技术的两端，一头是对新材料的制备和应用，另一头则是为智能制造提供更优质的方案和更简化、廉价、环保的装备。在张婕看来，印刷电子技术的产业化，有望在新材料与智能制造两大产业间搭建起一座崭新的桥梁。

 

　　张婕介绍，目前研究院研发的单个电子器件的性能已经接近或达到实用化水平。不过，由于印刷电子器件的性能与常规电子器件有所不同，要将印刷电子器件与硅基电子器件集成为柔性电子产品，从性能到工艺都需要优化。此外，还需要在印刷电子器件的稳定性、降噪性及其他性能方面进行系统优化和提升。

 

　　“在未来的2-3年内，我们就可以研发出更多性能更佳，而且价格低廉的柔性电子产品，为家庭护理、居家养老提供切实可行的解决方案。”张婕对印刷电子的未来信心满满。