纳米金属、石墨烯和3D增材制造激情碰撞＝一场柔性电子制造革命

柔性电子是将有机、无机或有机无机复合（杂化）材料沉积于柔性基底上形成以电路（不仅限于电路）为代表的电子（光电子、光子学）元器件及其集成系统的新兴交叉科学技术。中国科学院院士黄维是这样评价柔性电子产业的，“柔性电子产业完美符合'中国创造’的要求，柔性电子信息产业孕育着巨大的科技创新机会，这是一条原本没有的赛道。”

展望与现状

柔性电子器件突破了经典硅基电子学的局限，具有可弯曲、折叠、扭曲、压缩、拉伸、甚至变形成任意形状但仍保持高效光电性能、质轻可穿戴等特性，是兼具可靠性和高集成度的薄膜电子器件，将为后摩尔时代电子器件设计集成、传统能源产业革命、健康医疗技术变革、武器装备更新换代等提供引领。

但是，柔性电子技术现阶段有两大难题需要突破：首先，柔性电子在不损坏本身电子性能的基础上的伸展性和弯曲性，对电路的制作材料提出了新的挑战和要求；其次，柔性电子的制备条件以及组成电路的各种电子器件的性能相对于传统的电子器件来说仍然不足。

为此，西方发达国家纷纷制定了针对柔性电子的重大研究计划，如美国FDCASU计划、日本TRADIM计划、欧盟第七框架计划中PolyApply和SHIFT计划等，仅欧盟第七框架计划就投入数十亿欧元的研发经费，重点支持柔性显示器、聚合物电子的材料/设计/制造/可靠性、柔性电子器件批量化制造等方面基础研究。

柔性电子技术进展之所以缓慢，因其是在物理、化学、材料、电子、信息等二十多个学科高度交叉基础上形成的，木桶效应非常明显；此外，在所需学科达到相应水准后，还必须对它们跨界整合，这对项目带头人提出了非常高的要求。

2015年，苏州长湖纳米科技有限公司技术负责人廖勇志带领研发团队进行柔性集成电路技术的开发。他介绍，从传统的蚀刻减材制造开始，到后来的导电浆料印刷技术，随着材料技术的突破和高度集成成型工艺的突破，与其他学者一起完成纳米材料+石墨烯路线的增材制造工艺的开发，其主要是利用纳米金属或纳米合金催化，将天然气里的碳转化成石墨烯，再用3D金属打印机将石墨烯打印到PI或PET薄膜上形成导电线路，将柔性电子制造流程变得极为简易。而新工艺从成本，性能，环保低碳，自动化程度等多个方面突破现有技术的瓶颈，有望替代现有技术，成为第四代加法制造柔性电子的核心工艺。

CAC2021广州先进陶瓷产业链展览会暨2021广州国际粉末冶金暨3D打印展览会期间，主办方有幸邀请到廖勇志先生在现场做题为“结合纳米金属、石墨烯和3D增材制造技术突破柔性电子制造瓶颈”的前沿技术报告，展示材料科学与前沿产业的魅力。

关于报告人

廖勇志，毕业于四川大学应用化学系，从事纳米技术、石墨烯技术和材料应用技术开发10余年，有9项授权发明专利，在申请专利30余项。现任苏州长湖纳米科技有限公司技术负责人。

粉体圈会务组