【摘 要】
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生物与先进材料器件的研究范围广,因其结构上的多重优势以及其他材料无法匹配的生物学功能,一度成为应用于柔性电子器件中的“完美材料”,并被广泛应用于纳米生物医用材料、纳米生物传感器和成像技术以及利用扫描探针显微镜分析蛋白质和DNA的结构与功能等重要领域。迄今为止,相关研究取得了令人瞩目的成就。 在生物材料领域,不得不提到吉林大学电子科学与工程学院副教授王丽丽,她正是研究这一“完美材料”的科研人员之一
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除此之外,在探测大气中的有毒有害气体以及室内的VOC气体上,王丽丽实现了多种VOC气体实时监测的智能口罩系统的研制。日日夜夜的付出,获得了诸多回报,她以第一作者和通讯作者身份在Chem.Soc.Rev.Adv. Funct. Mater.Nano Energy等重要期刊共发表SCI论文38篇,含一区文章30篇,并被多个期刊选为封面论文。
2017年,她针对柔性器件,将研究重心向高灵敏度、高度可拉伸、高集成度、多指标检测、人机接口等方向发展。她与团队在项目“新型可穿戴气体传感器研究”中,计划基于以石墨烯为代表的超薄多功能电子器件,围绕其原理、机制、设计、工艺和应用等关键环节进行梳理,研制出高性能传感器件。
她指出,碳复合材料生长、转移工艺技术尤其适用于柔性器,但由于碳材料,也就是通常说的石墨烯,其厚度只有一个原子层,想要实现将其无损害、无皱褶的大面积转移到柔软的衬底材料,就需要发展重复性高、可靠性好的工艺技术,同时伴随的还有适合柔性器件制备的光刻、打印、刻蚀等图形化技术。
在柔性气体传感器件领域,柔性器件的可延展性及如何突破现有传感器极限,实现高灵敏度器件,一直都是柔性气体传感器件领域的难解之谜。但既然做,就要勇于挑战,如今,为了使这个难解之谜变得不再是谜,王丽丽毅然踏上这条艰辛的科学求解之路。
但究竟该如何下手呢?王丽丽团队经过反复讨论设计,最终计划通过制备蛇形等微图形结构,利用其在大形变情况下的分散应力,将衬底弯曲、拉伸等形变条件对碳复合材料的柔性传感器的影响达到最小化。在此基础上,再通过合理选择高柔性的碳材料,设计复合材料的宏观结构和微观形貌,进一步提升材料的灵敏系数和测量范围。最后,基于碳复合材料的柔性、高灵敏度和宽线性响应范围,研制出柔性气体传感器。
科研思路已尘埃落定,结果也会在不久的将来公之于众。一路走来,支撑王丽丽坚持不懈的是她所在的吉林大学电子科学与工程学院敏感团队。这支团队在电子学院院长卢革宇教授的带领下,在敏感材料与器件的研究上愈走愈远。王丽丽这样评价这支团队:“整个团队就像一个大家庭一样,大家团结一心,共同进退。”说到底,团队之所以能够走得又快又远,必定离不开每位团员超强的责任感,以及脚踏实地的科研态度。
“用简单的方法创造出更大的价值。”这是团队的初衷,更是王丽丽的坚持所在。未来,她仍会集中于将生物信息材料应用在各种传感器上的研究,争取尽快实现柔性电子产品产业化的目标。
在王丽丽眼里,生活就是科研舞台,而生活中的一点一滴,正是她无时无刻都在寻求的科研突破口。未来,她仍会以生物材料为手中的利剑,勇敢迎接科研路上一个又一个的难关。
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