哈尔滨工业大学冷劲松教授《Materials Horizons》综述：形状记忆柔性光/电子器件的研究现状与挑战

具有质轻、价廉、变形大、易编程、弹性模量可调的形状记忆聚合物（Shape memory polymer，简称SMP）在过去的三十年间得到了广泛的研究与发展。目前，已经开发出了形状记忆聚氨酯、形状记忆环氧树脂、形状记忆氰酸酯树脂、形状记忆聚酰亚胺等几种SMP材料。除了开发新品种的SMP外，SMP及其复合材料在建材、纺织品、航空航天、电子、医疗器械、机器人、信息、生活日用品等领域的应用研究也得到了科研学者的广泛关注。SMP在这几个领域的应用研究实例如图1所示。

图1. SMP在建材、纺织品、航空航天、电子、医疗器械、机器人、信息、生活日用品领域的应用研究实例

近年来，随着科学技术和制造业水平的发展与提高，SMP独特的形状记忆效应和可调谐弹性模量为基于SMP的柔性光/电子器件(SMPFEDs)的研究和应用开辟了新的领域。SMP及其复合材料的新功能和新特性赋予了柔性光/电子器件更多的功能，从而实现一些新的应用。除此之外，4D打印技术的发展为制备具有刺激响应型的复杂三维智能结构件提供了更多的可行性。

近日，哈尔滨工业大学的冷劲松教授团队在材料领域权威期刊《Materials Horizons》上针对SMPFEDs的研究现状发表了题为“The research status and challenges of shape memory polymer-based flexible electronics”的综述文章。其中，该篇综述文章的第一作者为高会博士生，冷劲松教授和刘彦菊教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金的大力支持。该文章不仅介绍了形状记忆聚合物发光二极管、形状记忆聚合物薄膜晶体管和光学器件等SMPFEDs的应用实例。而且，还讨论了4D打印作为SMPFEDs的潜在制造技术。此外，还详细介绍了SMPFEDs的驱动方法，包括化学驱动、电驱动、磁驱动和光驱动。最后，提出了SMPFEDs的技术挑战和发展方向。

图2. SMPFEDs的SMP材料、制备技术与驱动方法