可伸縮電子技術是一門新興的領域,該技術讓電子零件具備如同橡皮一般的伸縮性。近年來,將這門技術應用至傳感器的創新研究逐漸成長。Frost &Sullivan以此為主題進行了調查。
學術界與產業界的技術創新
1、紐西蘭業界:業者開發出布與硅樹脂(silicone)制的軟式傳感器,用以測定人或物體的復雜運動,例如拉伸、擠壓與折曲等。還計劃加入發電裝置,讓傳感器能經由人體運動充電。此種傳感器的使用不會為人體帶來不適,并能提供運動的精確信息。
2、加拿大曼尼托巴大學(University of Manitoba):研究團隊結合了口香糖與納米碳管(carbon nanotube)制作可伸縮傳感器,口香糖被用作伸縮材料,而納米碳管則用于感測。此種傳感器能夠精確偵測慢速的運動和呼吸,也可以掌握濕度的改變。該技術有機會應用于穿戴式裝置和醫療保健領域。
3、韓國科學技術院:研究者將納米銀線(silver nanowires)用于制作可伸縮的電極,并以此制作極具彈力的小型發電器。這項發明可以在穿戴式與生物醫學應用領域得到發揮,讓裝置自行充電,具體應用對象例如電子皮膚(e-skin)或可撓式屏幕(flexible displays)等。
技術路線圖
2016年的技術發展聚焦于健康追蹤手環、智能手表與病患監控裝置。
至2017年,可撓式屏幕與可彎曲手機等智能裝置成為研發主流。
2018年時,傳感器將于產業中實際應用。
2019年,用于物聯網裝置的智能傳感器、運動傳感器、偵測生物訊息(如心跳頻率)的傳感器,以及經由傳感器融合(sensor fusion)搜集信息的技術將逐漸成長。
2020年的技術主軸則是智能眼鏡和增強現實眼鏡的研發,并由此引領軍事用抬頭顯示器的制造。
驅動力與限制因素
驅動力:
1、新產品的發展。
2、強勁的研發力道。
3、無線感測與能源擷取技術的進步。
4、智慧材料的進步。
5、技術進步。
6、符合環保的解決方案。
7、產品需求量增加。
限制因素:
1. 需要在外層涂上有機材料做為保護,這將會增加成本。
2. 可撓性零件的制造是個挑戰。
3. 其它現有技術的競爭降低可伸縮傳感器的接受度。
2020年的展望
1、在美國可撓式混合型電子研究所(Flexible Hybrid Electronic Institute)的協助下,5年多來,可伸縮傳感器領域得到美國國防部(United States Department of Defense, DoD)7千5百萬美元的資助,以及產業界、學術界與地方政府共9千萬美元的資助。可伸縮傳感器將對軍事領域的應用帶來長期的影響,例如物聯網穿戴式健康監測器或建筑物健全度的監控。
2、具有可撓性的太陽能電池將帶來廣泛的應用,例如與腕帶整合做為能源捕獲設備。
3、長期而言,借助物聯網、消費性電子、軍事與醫療等領域對可伸縮傳感器的大量制造,美國的市場可望迎來顯著的成長。