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大科技杂志社|塑料导电后的新奇世界( 二 )


不过 ， 并五苯RFID标签的信息存储量以及化学稳定性还不能与硅晶体相比 ， 还需要进一步优化 。 如果解决了这些缺点 ， 塑料RFID标签将会迅速占领市场 ， 那时 ， 可以方便结算的大型无人超市才会迎来春天 。
柔性显示和“油漆电池”
你可曾想过拥有一台像胶卷一样可以卷曲的平板电脑 ， 或者玩智能手机时 ， 可以像读报纸那样将它随意翻折？科学家相信 ， 有机薄膜晶体管技术可以做出这样美妙的显示器件 。
【大科技杂志社|塑料导电后的新奇世界】有机薄膜晶体管又叫做塑料晶体管 ， 它与传统的MOS晶体管（即金属-氧化物-半导体晶体管）的不同在于塑料晶体管使用的全部都是有机半导体材料 ， 它所做成的显示器有着非常好的柔韧性 。 科学家已经找到了许多可以用于塑料晶体管的有机半导体材料 ， 比如 ， 碳60结构的富勒烯、碳70和一些羧酸类化合物常常用作N型半导体材料（依靠电子导电）；P型半导体材料（依靠空位导电）则更加丰富 ， 包括各种各样的聚合物和金属配合物（可以理解为掺杂了金属的有机化合物） ， 前面提到的并五苯也在其中 。
大科技杂志社|塑料导电后的新奇世界
本文插图
日本索尼、东芝等公司研制的“电子纸”便是导电塑料用于柔性显示的代表作 。 索尼新近推出的电子纸DPT-CP1 ， 尺寸有A5纸张大小 ， 厚5.9毫米 ， 重240克 ， 既可以作为娱乐用的显示屏 ， 又可以像普通纸张一样舒适地书写和阅读 ， 功能强大 ， 超薄轻便 ， 售价在数千元左右 。
除了用作柔性显示 ， 有机半导体材料也可以制作太阳能电池 。 我们可以在卫星和宇宙飞船上看到巨大的太阳能电池板 ， 但生活中遇到的太阳能电池却往往局限于计算器、手表等小型电子设备 ， 原因就在于传统的硅太阳能电池成本太高 ， 制造复杂 。 相比之下 ， 塑料薄膜制作的太阳能电池将在生活中拥有更加广阔的前景 。 许多高分子聚合物电池成本低廉、制造容易、重量轻、易弯曲 ， 甚至能够“印制”在多种材质表面 。
大科技杂志社|塑料导电后的新奇世界
本文插图
比如 ， 科学家使用一种叫做聚-3已基噻吩(简称P3HT)的有机材料 ， 做成几百纳米厚的塑料薄板 ， 在薄板的两侧插上硒化镉纳米棒作为电极 ， 就做成了一块三明治结构的塑料太阳能电池 。 当阳光照射这种电池时 ， 可以把6%的太阳能转化为电能 。 转化效率也许听起来还不很让人满意 ， 但这种塑料电池非常薄 ， 可以像油漆一样“刷”在每栋建筑物外面 ， 那么产生的能源就相当可观了 。 再理想一些 ， 如果这种导电塑料能像普通涂料一样色彩丰富 ， 我们还可以把太阳能电池穿在身上 ， 那样随身携带的电子设备的供电问题也许将得到解决 。
机器人仿真和电子医疗
导电塑料还有更加奇特的应用 ， 比如用在机器人领域 。 东京大学的科学家染谷隆夫将并五苯有机薄膜晶体管阵列植入感压橡胶下 ， 使它摇身一变 ， 成了对压力敏感的机器人的“皮肤” 。
在实验中 ， 科学家首先制作了100平方厘米的一个塑料薄膜底板 ， 其上有大约1000个由有机薄膜晶体管组成的“阵列” ， “阵列”的周围安装了解码器 ， 可以读取“阵列”的电阻值 ， 科学家再在这些“阵列”上方涂上一层可以感受压力的感压橡胶 ， 就做成了一块有1000个“痛点”的人造皮肤 。 当人造皮肤的某部位受到压力时 ， 感压橡胶会发生形变 ， 降低它所覆盖的“阵列”的电阻值 ， 然后解码器会将该处“阵列”受压的信息反馈给计算机 ， 这就会让机器人感受到触觉 。
让科学家兴奋的是 ， 导电塑料不仅可以用来制造皮肤 ， 还可以制造“肌肉” 。 使用聚丙烯酸酯橡胶 ， 科学家可以合成出一种叫做“电活性聚合物”的导电塑料 ， 当这种塑料通电时 ， 就会膨胀或者收缩 ， 产生机械力 。 使用“电活性聚合物” ， 科学家可以使机器人做出更加灵活的动作 ， 这将是提升机器人能力的一个突破口 。


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