優(yōu)良的性能是所有電子設(shè)備設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)。在努力擴(kuò)展設(shè)計(jì)空間以應(yīng)對(duì)未來應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things 簡稱 IoT）的過程中，電子產(chǎn)品的物理柔韌性已成為和高性能同等重要的需求——這是現(xiàn)今電子產(chǎn)品從剛性和脆性發(fā)生的轉(zhuǎn)變。讓我們來看看可伸縮電子產(chǎn)品是如何成功融合強(qiáng)度和柔韌性，并為技術(shù)進(jìn)步提供新機(jī)遇的。
物聯(lián)網(wǎng)催生電子工業(yè)新潮流
您可能已經(jīng)對(duì)圍繞物聯(lián)網(wǎng)這一現(xiàn)象而展開的種種論調(diào)非常熟悉了。物聯(lián)網(wǎng)背后的理念就是創(chuàng)建一個(gè)能收集并與他人交流信息的物理對(duì)象網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而使用戶無需進(jìn)行輸入就能實(shí)現(xiàn)“智能”技術(shù)。正如我們?cè)谥暗奈恼轮杏懻摰模瑑?yōu)化現(xiàn)代電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是使所有一切成為可能的重要一步。
進(jìn)一步優(yōu)化電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基本要求。
多年來，我們已經(jīng)看到了電子產(chǎn)品發(fā)展的力量和速度，但在大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)本身仍然易碎且缺乏柔韌性。這類屬性可以歸因于一種在電子產(chǎn)品具有核心地位的材料：晶元。晶元是一種由半導(dǎo)體材料（通常為硅）制作而成的薄片，它通常被用作微電子器件的基板。
晶元的高倍圖像，它是許多電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵組件之一。
圖像由 Santi 自行拍攝。已獲 CC BY 2.0 許可，通過 Flickr Creative Commons 共享。
雖然晶元基技術(shù)的電氣性能優(yōu)良，但是此類設(shè)備在伸縮或彎曲時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂。正如我們接下來將要討論的，可伸縮電子產(chǎn)品正在改變這種設(shè)計(jì)屬性的范圍，并促進(jìn)了潛在技術(shù)的進(jìn)步。
可伸縮電子設(shè)備的基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)研究
當(dāng)談及可伸縮電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，可采取兩種不同的設(shè)計(jì)路線。第一種方法是將可伸縮電子設(shè)備和電路安裝在可伸縮基片上。另一種方法是將此類裝置和電路完全嵌入可伸縮材料中。無論哪一種方法，聚合物都是基板或材料的最佳選擇。
如果將剛性組件安裝到可伸縮基板上會(huì)怎樣呢？當(dāng)對(duì)基板進(jìn)行彎曲時(shí)，結(jié)構(gòu)連接處承受的機(jī)械應(yīng)變會(huì)增加。這是因?yàn)樵趯?duì)基板進(jìn)行彎曲時(shí)，基板的長度會(huì)相應(yīng)地增加，每個(gè)連接處的相對(duì)間距也會(huì)以相同速率增加。其結(jié)果就是在對(duì)基板進(jìn)行伸縮或彎曲時(shí)，電子系統(tǒng)的全部功能得以完整地保留。
此補(bǔ)丁為可伸縮電子產(chǎn)品實(shí)例，可用于測(cè)量人體電活動(dòng)。
圖像由 Steve Jurvetson 自行拍攝，已獲 CC BY 2.0 許可，通過 Flickr Creative Commons 共享。
接下來，讓我們仔細(xì)探討一下那些能為日常生活提供便利的可伸縮電子設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
可伸縮電子產(chǎn)品助力創(chuàng)新型設(shè)計(jì)成型
現(xiàn)今，人們對(duì)陽光暴曬問題的關(guān)注度日漸增長，為了應(yīng)對(duì)這一問題及對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行教育，歐萊雅（L’Oréal）公司設(shè)計(jì)了一款監(jiān)測(cè)紫外線照射的可穿戴補(bǔ)丁。這種透明補(bǔ)丁的大小約為一平方英寸（約為 6 平方厘米），厚度為一根頭發(fā)絲直徑的一半，內(nèi)部含有一種曝露于紫外線后會(huì)發(fā)生顏色變化的光敏染料。在對(duì)補(bǔ)丁進(jìn)行拍照之后，用戶便可以將圖片上傳到移動(dòng)仿真 App 中對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析?？缮炜s電子設(shè)備因此成為了科技與美容行業(yè)的交叉點(diǎn)——此類設(shè)備在其分析中會(huì)對(duì)膚色作出解釋，并可用于用戶希望監(jiān)測(cè)的任意皮膚部位。
隨著美容行業(yè)的發(fā)展，可伸縮電子產(chǎn)品的應(yīng)用延伸到了醫(yī)療保健領(lǐng)域。MC10 已開發(fā)出一種可訪問人體健康參數(shù)的可黏著跟蹤傳感器。盡管在外觀上給人一種膠布繃帶的既視感，但這一傳感器具有多種用于跟蹤和監(jiān)測(cè)的小型化技術(shù)：加速計(jì)和陀螺儀用于追蹤運(yùn)動(dòng)軌跡；一系列傳感器用于監(jiān)測(cè)例如肌肉行為和心臟活動(dòng)一類的生命體征；可充電電池是這一傳感器的附加優(yōu)勢(shì)。這款可伸縮電子產(chǎn)品有助于清楚記錄病人的日常健康狀況，其精度高、速度快，同時(shí)可確保及時(shí)采取恰當(dāng)?shù)尼t(yī)療措施。
可伸縮電子設(shè)備未來會(huì)催生什么樣的技術(shù)呢？答案需要由工程師來解答。
作者：B.Cunningham