馬儒軍&裴啟兵Chem. Soc. Rev.: 對本征可拉伸的有機電子學的形態/納米結構控制

【背景介紹】

? ? ? ? 近年來，可拉伸電子設備在重復拉伸應變作用下保持原有的電性能引起了廣泛的關注，具有巨大的應用前景，例如可拉伸光電器件、人造肌肉、可拉伸晶體管、電子皮膚、軟體和人形機器人、可拉伸能量采集器和伸縮的傳感器等。傳統的電子材料通常是不可拉伸的，例如金屬、結晶硅氧烷半導體、氧化硅電介質和共軛聚合物。它們要么在小于1％的應變下裂開，要么在應變大于百分之幾時發生塑性變形。為了賦予機械可拉伸性，文中報道了兩種不同且有時互補的策略：（1）將不可拉伸的電子材料圖案化成特殊的幾何形狀，例如曲折結構或波浪形扣，以適應不可拉伸材料中的大的外部變形；（2）合成新的本征可拉伸的電子材料。即通過將薄的電子材料加到預拉伸彈性體上并在加工后釋放應變，可以獲得曲折結構或波浪形扣，得到的結構可以拉伸到設定的拉伸值，其中活性組分不被拉伸并且電子材料的高性能幾乎不降低。然而，仍然存在缺乏視覺透明性、在彈性體基底上集成的復雜性、難以縮小間距尺寸和包裝大量功能部件的缺點。但是，本征可拉伸的電子設備需要每個部件都具有可拉伸性，這決定了本征可拉伸的電子材料的發展。利用這些材料，可以大大簡化器件制造、可以實現具有小間距尺寸、高密度和透明度的器件的集成，而不會引起復雜的工藝。

【成果簡介】

近日，Chem. Soc. Rev. 在線刊登了南開大學的馬儒軍教授和美國加州大學的裴啟兵教授（共同通訊作者）等人調查總結了采用各種形態和納米結構控制方法以賦予可拉伸電子設備機械柔韌性和/或增強電性能的最新進展。題目為 “Morphological/nanostructural control toward intrinsically stretchable organic electronics” 的綜述。本文從以下三方面進行闡述：(1)、將一維導電材料（如金屬納米線和碳納米管）的滲透網絡嵌入彈性體基體中，以適應大的外部變形，而不會在一維材料上施加大的應變；(2)、設計實現本征可拉伸的半導體材料，包括半導體與彈性體的直接混合以及合適的半導體聚合物與合適的側鏈、主鏈、交聯網絡和柔性嵌段；(3)、采用互穿聚合物網絡，瓶刷結構和引入可拉伸夾雜物聚合物介電材料，以改善電學性能。此外，本文還描述了基于這些材料的本征可拉伸的電子裝置，例如可拉伸傳感器、加熱器、人造肌肉、光電裝置、晶體管和軟人形機器人等。同時進一步討論這些方法的局限性和克服它們的措施。
圖一、通過形態/納米結構控制制成可拉伸的器件，包括彈性體導體、半導體、介電材料和基底的本征可拉伸TFT的示意圖

【圖文解析】

1、本征可拉伸的導電材料

傳統的導電材料如金屬、碳基材料和導電聚合物是脆的或在幾個百分比應變下塑性變形。彈性導電材料是傳統剛性電導體的新替代品，有利于開發下一代電子設備，如可拉伸顯示器、柔性太陽能電池、可穿戴醫療保健傳感器和軟機器人。目前常用方法是通過形態控制制造由導電材料和軟基質組成的混合材料以獲得本征可拉伸導體。在本節中，將回顧基于銀納米線(AgNWs)、碳納米管(CNTs)、石墨烯、碳脂、導電聚合物、液態金屬和水凝膠的各種可拉伸導體。

1.1、 本征可拉伸的AgNWs電極

銀是最導電的金屬。合成的AgNWs滲透網絡獲得高導電性，同時允許網絡的光學傳輸和機械變形而不會顯著地使納米線變形。由于迫切需要透明電極來代替氧化銦錫（ITO）以增強柔韌性，因此在開發用于光電器件應用的基于AgNWs透明電極方面進行了大量研究工作。 此外，AgNWs交叉處的相對低的熔化溫度可進一步降低導電通路的電阻。通過采用基于AgNWs的透明電極成功地制造了各種高性能電子器件。

圖二、透明且可拉伸的AgNWs / PDMS加熱器的性能
（a）PDMS基板上透明且可拉伸的AgNW滲透網絡的照片；

（b）在60％應變拉伸之前和之后在60 ℃下操作的AgNWs / PDMS加熱器的紅外圖像；

（c）在向外（左）和向內彎曲（右）的條件下附著在人的手腕上的透明且可拉伸的AgNWs / PDMS加熱器的溫度曲線。

圖三、可拉伸的AgNWs / PU復合電極
（a） 高強度脈沖光制造AgNWs / PU復合電極；

（b） 拉伸前的可拉伸AgNWs / PU導體的SEM圖像；

（c） 在100％拉伸下可拉伸AgNWs / PU導體拉伸后的SEM圖像；

（d） 在拉伸前可拉伸AgNWs / PU電極的LED集成導體圖像；

（e） 在20％應變下拉伸后可拉伸AgNWs / PU電極的LED集成導體圖像；

（f） 可拉伸AgNW s/ PU復合電極進行人體關節活動檢測。

圖四、可拉伸AgNWs能量收割機
（a）可拉伸能量采集器的示意圖；

（b）在拉伸前、在200％拉伸下拉伸并釋放之后的可拉伸能量收集器的照片；

（c）產生（i）輸出開路電壓和（ii）來自可伸縮能量采集器的正向和反向連接中的短路電流。

圖五、AgNWs滲透網絡的制備和表征
（a）制備嵌入聚(TBA-co-AA)形狀記憶電活性聚合物中的AgNW滲濾網絡；

（b）AgNWs-聚(TBA-co-AA)電極的橫截面的SEM圖像；

（c）AgNWs復合電極的薄層電阻隨應變和AA濃度的變化而變化；

（d）作為電場函數的BSEP致動器的面積應變的照片。

圖六、AgNWs電極的機械應變響應
（a）AgNWs復合電極在40 mm深的刀片切割樣品的機械應力—應變響應，并且在100 ℃下加熱3 min作為應變的函數來愈合電極；

（b）作為應變函數的和愈合的AgNWs復合電極的電阻變化；

（c）在100％拉伸—松弛0％和60％應變之后AgNWs復合膜的頂視圖的SEM圖像；

（d）在100 ℃下熱處理70 s后的AgNWs復合膜的頂視圖的SEM圖像。

圖七、丙烯酸彈性體層夾在嵌入PU基板中的AgNWs電極中
（a）將丙烯酸彈性體層夾嵌入PU基板中的AgNWs網格電極之間制備可拉伸透明電容傳感器的示意圖；

（b）具有不同初始薄層電阻的AgNWs復合電極的歸一化電阻變化；

（c）循環測試期間，器件的電容變化在0％和60％之間拉伸；

（d）施加壓力的函數的裝置在不同拉伸應變下的電容變化。

1.2、本征可拉伸的碳材料電極

具有優異電氣和機械性能的碳材料如碳脂、CNTs和石墨烯被廣泛研究用于可拉伸電極的導電材料。碳粉通過將碳粉與硅油基質混合而合成，并且能夠在高拉伸應變下保持導電性。碳潤滑脂的薄層電阻為~100 kΩ sq^-1，且易于獲得和處理。

圖八、HS3硅樹脂薄膜碳材料電極
（a） 預應變的HS3硅樹脂薄膜、兩面為碳油脂電極，用于電場關閉（頂部）和頂部（底部）；

（b） 具有不同交聯劑濃度的致動器的面積應變作為施加電場的函數。

圖九、噴涂的SWNT電極
（a）3 M VHB 4905上噴涂的SWNT電極的電阻變化；

（b）斷層附近自清潔SWNT表面的SEM圖像；

（c）1000％ s^-1的應變速率下，在0％和100％應變之間的硅氧烷納米管復合電極的循環試驗；

（d）電容能量采集器的能量密度隨施加的電場而變化；

（e）作為拉伸循環的函數的PDMS基底上的SWNT的電阻變化；

（f）在0％和30％應變之間的拉伸下的電容變化的循環測試。

圖十、超對準CNT薄膜的表征
（a）從8英寸硅晶片上超對準CNT陣列拉出的超對準CNT薄膜；

（b）應變函數的獨立式超級對準CNT薄膜的薄層電阻和透射率；

（c）循環試驗的函數的超級CNT / PDMS復合膜的電阻變化；

（d）器件的電容變化作為兩個方向上的拉伸應變的函數。

圖十一、雙層石墨烯和MGG的電極變化
（a）作為應變函數的石墨烯在預應變PDMS基底上的電阻變化；

（b）雙層石墨烯和MGG的電阻變化作為拉伸循環的函數；

（c）單層、雙層和三層石墨烯和MGG電極的器件的電容變化；

（d）全碳可伸縮透明晶體管用于在0％（左）和100％（右）應變下切換LED；

（e）RY和NCRY傳感器的電阻變化是應變的函數；

（f）彎曲運動下NCRY傳感器的電阻變化。

圖十二、PEDOT：PSS電極的測定
（a）PEDOT的電阻變化：不同重量比的PSS /丙烯酰胺有機凝膠；

（b）電致發光器件的示意圖，其中ZnS：Cu磷光體微粒/ PDMS層夾在PEDOT：PSS / EMIM TCB透明電極（頂部）之間；

（c）PEDOT：PSS復合材料與各種STEC增強劑的電導率變化；

（d）與PEDOT互連的3×3個場效應晶體管陣列的遷移率變化：PSS / STEC在0％和125％之間的應變。

1.3、本征可拉伸的液態金屬電極

基于用于軟和可拉伸電子器件的鎵合金的液態金屬是另一個新方向，因為它們具有低毒性，基本上沒有蒸氣壓和無限可變形的性質，同時保持高導電性。迄今為止，沒有已知的材料顯示出比液態金屬更好的導電性和拉伸性的組合。通常，液態金屬作為高度可拉伸和導電的互連、天線和電線注入流體通道。

圖十三、加入EGaln改善電極材料性質
（a）在拉伸之前和之后將EGaln注入可拉伸中空纖維的芯中來拉伸導電纖維的照片；

（b）浸涂EGaln的可拉伸導電纖維的SEM圖像；

（c）當可拉伸導電纖維用作互連時，拉伸下LED光強度變化的光學圖像高達210％；

（d）將Galinstan注入微圖案彈性體通道中的可拉伸導電液態金屬線圈的光學圖像；

（e）雙軸拉伸和釋放（頂部）下的液態金屬線圈的照片；

（f）作為應變函數的麥克風的SPL變化。

1.4、本征可拉伸的導電水凝膠電極

近年來，已經研究了導電水凝膠用于本征上可拉伸的導體。水凝膠中的交聯網格中提供可機械變形的基質，而溶劑攜帶用于導電的離子具有相當低的電阻。

圖十四、PEDOT的水凝膠電極材料

（a）透明、高速和大應變致動器，在施加電壓之前和之后將介電彈性體層夾在含有100 mm厚的NaCl電解質的聚丙烯酰胺水凝膠的兩個離子電極之間；

（b）作為應變函數的水凝膠/電解質導體和電子導體的電阻變化；

（c）PEDOT的電阻變化：PSA / n-PAA和PEDOT：具有不同重量比的PSS / n-PAA水凝膠作為應變的函數；

（d）PNAGA-PAMPS-PEDOT / PSS水凝膠的自愈性能照片。

2、本征可拉伸的半導體材料

傳統的半導體如硅、銦鎵鋅氧化物和并五苯化物比金屬更脆。為在電子設備中實現機械可拉伸性，設計了特殊的機械結構以適應在拉伸時脆性材料中的應變。例如波浪結構、皺紋結構、平面內蛇形。盡管這些外在方法與剛性半導體兼容，但它們具有有限的耐久性并且需要復雜的制造。為了獲得具有高應變耐受性的可拉伸電子器件，另一種途徑是開發固有的可拉伸半導體。近年來，在開發用于有機太陽能電池（OSCs）、有機發光電化學電池（OLECs）、有機發光二極管（OLEDs）和有機場效應晶體管（OFETs）的本征可拉伸有機半導體方面已經付出了很多努力。形態學是決定半導體材料機械性能和電荷傳輸的關鍵因素；分子混合膜結構、各相結晶度和共混物的相分離的細節均由有機半導體膜形態控制。

2.1、為OSCs實現本征可拉伸的半導體

有機半導體通常由p-共軛聚合物合成，并且它們具有實現高遷移率和繼承機械抗應變性的優點。OSCs中的半導體層通常是電子給體和電子受體材料的異質結混合物。電荷輸送性質和彈性性質由復合共混物的形態和分子結構決定。

圖十五、P3HT和DPPT-TT共聚物的OSCs
（a） 兩種原始共軛聚合物(P3HT和DPPT-TT)的原子力顯微鏡(AFM)圖像及其與PCBM共混后的形貌和形態(P3HT：PCBM和DPPT-TT：PCBM)；

（b） PEDOT：PSS、PEDOT：PSS / DPPT-TT：PCBM和PEDOT：PSS / P3HT：0％和20％應變下的PCBM的光學顯微鏡圖像。

圖十六、PCBM和P3DDT共聚物的OSCs
（a）P3HT光學圖像：PCBM和P3DDT：10％應變下的PCBM薄膜；

（b）OPV的光學圖像延伸至100％；

（c）PTB7：PC71BM薄膜和PTB7：PC71BM：DIO薄膜的楊氏模量圖的AFM圖像。

2.2、為OLECs和OLEDs實現本征可拉伸的半導體

混合方法用于實現本征可拉伸的發光電子器件。作為p-共軛聚合物，白色發光聚合物具有其固有拉伸性的優點。因此，選擇白色發光聚合物以獲得本征上可拉伸的OLEDs。據報道，隨著拉伸—釋放循環的增加，本征上可拉伸的OLEDs顯示出亮度下降的趨勢。根據理論推測，OLEDs在應變下的電致發光的變化與膜形態直接相關。需要對電荷注入界面和發光層的分子取向進行更多研究，以更好地理解電致發光性能。

圖十七、OLEC器件性能
（a）在8V下0％和45％應變下的藍色OLEC的光學圖像；

（b）在不同應變下12V的黃色OLEC器件的器件性能；

（c）SuperYellow：ETPTA：PEO：LiTf共混物膜 (100：15：15：4，按重量百分比計) 的SEM圖像；

（d）SuperYellow的示意圖：ETPTA：PEO：應變下的LiTf共混膜；

（e）在14V下驅動的0％和130％應變下的白色OLED的光學圖像。

2.3、為OFETs實現本征可拉伸的半導體

為了實現完全可拉伸的OFETs，必須開發一種本征可拉伸的活性通道材料。共軛半導體聚合物也已被開發為用于本征可拉伸OFETs的活性層。分子合成和混合方法都用于開發OFETs的可拉伸半導體。

圖十八、PU / P3HT / PU OFETs的性質表征
（a）0％和150％應變下PU / P3HT / PU OFETs的光學圖像；

（b）在0％和200％應變下P3HT的膜形態；

（c）具有PII2T主鏈和碳硅烷側鏈(PII2T-C8)的聚合物膜的AFM形貌圖像；

（d）不同應用的應變下(0-100％)，PII2T-C8薄膜的層狀填充間隔；

（e）應變下PII2T-C8薄膜的AFM形貌圖像。

圖十九、參雜不同量的PBA的PII2T薄膜性質變化
（a）原始PII2T薄膜的AFM形貌圖像，摻入5％ PBA側鏈的PII2T聚合物薄膜(PII2T-PBA5)，摻入10％ PBA側鏈的PII2T聚合物薄膜(PII2T-PBA10)以及 PII2T的聚合物膜與20％PBA側鏈(PII2T-PBA20)結合；

（b）在0％、25％和100％應變下的原始PII2T、PII2T-PBA5、PII2T-PBA10和PII2T-PBA20的光學圖像。

圖二十、20DPPTTEC和20DPPTTECx薄膜的性質變化

（a）20DPPTTEC和20DPPTTECx薄膜在0％和20％應變下的光學顯微鏡圖像；

（b）20PPTEC和20DPPTECx的AFM地形圖像；

（c）P3HT-PE薄膜的光學圖像拉伸至600％。

圖二十一、P3HT-PMA-P3HT三嵌段共聚物的性質
（a）P3HT-PMA-P3HT三嵌段共聚物的形態的示意圖；

（b）P3HT-PMAP3HT三嵌段共聚物的應力—應變曲線；

（c）在不同退火溫度下P3HT-PMA-P3HT薄膜的AFM形貌圖像。

圖二十二、P1至P6半導體聚合物的性質
（a）P1至P6半導體聚合物的化學結構和通過氫鍵結合的半導體膜的拉伸機制的示意圖；

（b）P1、P3和P5聚合物在應變下的二色性比(0-100％)；

（c）P1和P3聚合物在各種應變下的場效應遷移率；

（d）TFT的制造工藝的示意圖；

（e）在各種應變下的場效應遷移率與拉伸—釋放循環；

（f）溶劑蒸氣處理的聚合物愈合過程的示意圖；

（g）AFM相位圖像損壞并愈合P3膠片。

圖二十三、DPPT-TT / SEBS薄膜性質測定
（a）在100％應變下DPPT-TT / SEBS膜的光學顯微鏡圖像及其AFM圖像；

（b）嵌入軟彈性體基質中的納米級聚合物半導體網絡的示意圖；

（c）在各種應變(0-50％)下P3HT-NF滲濾的PDMS橡膠復合材料的AFM相圖；

（d）在不同類型的機械變形下P3HT-NF滲透的PDMS復合膜的照片；

（e）各種機械應變下的遷移率和閾值電壓。

圖二十四、FT4-DPP：PEO納米線的性質
（a）具有蛇形FT4-DPP：PEO納米線的可變形晶體管的示意圖；

（b）在0％應變(上部)、25％應變(中間)和釋放后的FT4-DPP納米線（PEO被蝕刻掉）的偏振光學顯微鏡圖像（上部）和光學顯微鏡圖像（中部和下部） 至0％應變（較低）；

（c） FT4-DPP的形態的示意圖：PEO復合納米線處于其原始狀態（左）和拉伸狀態（右）。

3、本征可拉伸的介電材料

軟材料的最新進展使得可以制造出模仿人體肌肉的可拉伸電子設備，或者可以安裝到人體皮膚和智能衣服等柔軟表面上。電介質材料通常用于電容器和晶體管中，因為它們具有絕緣性質或在電介質彈性體中表現出其機電轉換特性，其電荷累積特性被開辟了進行廣泛的應用，例如傳感器、軟機器人、能量收集發生器、可刷新的盲文顯示器和可調透鏡。為了以最小的外部能量消耗獲得可拉伸的高性能實施，通常需要具有高介電常數和良好拉伸性的介電材料。傳統的無機電介質顯示出高介電常數但缺乏可拉伸性，而聚合物電介質適用于高應變情況但通常具有低介電常數。研究人員現在專注于采用形態控制來賦予無機電介質可延展性并改善本征可拉伸電介質的電性能。在這里，我們將介紹幾種形態控制方法，涵蓋這兩個主題，重點是提高電氣性能。

3.1、增強介電常數

通過將彈性體與高度可極化的共軛聚合物或將極性側基接枝到彈性體主鏈上來增強彈性體的介電常數。

圖二十五、由具有不同應變（沿通道長度方向）和輸入的可拉伸TFT供電的OLED的亮度

圖二十六、本征可拉伸的晶體管陣列和耦合的觸覺傳感器的器件性能
（a-b）晶體管拉伸時的遷移率和閾值電壓平行和垂直于溝道方向；

（c-d）當晶體管平行且垂直于溝道方向拉伸時，在100％和0％應變下1000次拉伸循環的器件的遷移率和電流；

（e-f）圖像和耦合的柔性觸覺傳感器矩陣的當前地圖，準確檢測來自人造瓢蟲的腿。

圖二十七、介電常數隨Al2O3濃度的增加而變化

圖二十八、1.2 wt％AgNPs、AgNWs和AgNFs的纖維素—納米纖維膜的比較

圖二十九、絕緣膠
（a）介電凝膠的示意圖；

（b）演示具有可調焦距的生物探針鏡片。

3.2、降低彈性模量

對于介電彈性體、陶瓷或導電納米填料傾向于增加彈性體的彈性模量，這與降低致動電壓的目的相矛盾。此外，納米填料和聚合物基質之間的弱界面通常是介電損耗的主要原因。因此，合成具有低彈性模量的延性長鏈聚合物可有助于提高斷裂伸長率并節省在納米填料中物理共混的繁瑣工作。

3.3、增加電擊穿強度

介電彈性體具有獨特的機電轉換特性，可用于制造“人造肌肉”。然而，介電彈性體的最大機電性能受其介電強度的限制，超過該介電強度，帶電物質會運動并導電。局部缺陷、引入效應和高漏電流可以在達到固有擊穿之前進一步降低膜的介電強度。為了防止機電不穩定性(EMI)，預應變薄膜可以在電致動下加強薄膜。

圖三十、具有IPN結構的彈性體的制造方法的方案
（a）原始丙烯酸薄膜；

（b）雙軸預應變(400％×400％)；

（c）添加和固化添加劑以制造互穿網絡；

（d）互穿網絡在釋放外力后保留了大部分預應變。

圖三十一、六點盲文字符顯示
（a）所有六個點都處于ON狀態；

（b）OFF狀態的側視圖；

（c）ON狀態的側視圖；

（d）用人的手指觸摸盲文字符(ON狀態)。

圖三十二、顯示選定數字的光子可擦寫紙張的演示

圖三十三、洗瓶刷結構彈性體的結構圖和機械性能
（a）圖示為內部刷狀結構，以降低聚合物主鏈的纏結密度；

（b）真實應力作為面積膨脹的函數1：具有線性彈性的常規彈性體；2：表現出應變硬化的雙軸預應變彈性體；3：瓶刷結構彈性體。

圖三十四、具有液體電介質的自愈式環形彈性體
（a）通過引入過渡的致動過程的示意圖；

（b-c）由兩疊致動器制成的軟夾具移動生雞蛋。

3.4、制造用于反向能量轉移的微結構

通過反轉致動器中的能量流，介電彈性體可以提供從機械能源獲取能量的簡單方式。Pelrine等人首先提出了介電彈性體發生器的概念。基本工作原理是介電彈性體在應變狀態和松弛狀態之間的電容變化導致存儲電荷的電勢變化，從而導致電勢能量的變化。

圖三十五、能量收集發電機的示范
（a）多層摩擦納米發電機的結構；

（b）頂部：展示基于多層摩擦發電機的自動鞋，具有計步器和健身跑道的功能；下圖：納米發電機驅動計步器和健身追蹤器時儲能單元的電壓；

（c）當發電機（放松）和（中）拉伸時，通過敲擊摩擦電納米發電機為20個LED供電。

4、總結

軟材料的最新進展使得可以制造出安裝到人類皮膚和智能衣服等柔軟表面的可拉伸電子設備。傳統上，這些表面由于其大的應變變形而產生困難。為了實現電子材料的機械可拉伸性，將脆性無機物幾何圖案轉化成褶皺/波狀結構或將剛性晶體管島與可拉伸基板結合是一般方法。然而，為了制造本征可拉伸的電子裝置，所有部件都需要是可拉伸的，以避免因其對脆性部件的依賴而受到限制。在這篇綜述中，研究了本質可拉伸導體、半導體和絕緣體的最新成果及其在本質可拉伸有機電子學中的應用。此外，這些具有固有可拉伸組件的可拉伸電子設備將推動可穿戴設備、可折疊電子設備、電子皮膚、能量存儲和醫療設備的未來發展。最后，還探討了包含兩種不同材料的形態/納米結構系統可能遇到模量不匹配，例如在AgNWs /彈性體復合電極中。另一方面，將納米線嵌入彈性體基質中可能會影響結構完整性的分離或其他失效。雖然目前已經報道了關于重復拉伸循環下材料和裝置的穩定性的研究，但是應該進行更全面的表征并且開發補救措施。

文獻鏈接：Morphological/nanostructural control toward intrinsically stretchable organic electronics（Chem. Soc. Rev., 2019, DOI: 10.1039/c8cs00834e）

通訊作者及其團隊簡介

馬儒軍教授，2013年2月博士畢業于韓國成均館大學納米科技學院（導師：Seunghyun Baik教授），隨后在該校能源科學學院與基礎科學研究院從事博士后研究員的工作，并于2015年4月加入美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）Qibing Pei教授課題組繼續從事博士后研究員的工作。2018年9月加入南開大學材料科學與工程學院（教授、博導）。近年來在Science, Chemical Society Reviews, Advanced Materials, Nano Letters與ACS nano等國際著名期刊發表論文十余篇；授權美國與韓國專利5項。

裴啟兵教授，曾師從我國高分子學界泰斗錢人元教授，1990年獲得中科院化學研究所博士學位，先后供職于瑞典林雪平大學、美國加州UNIAX公司和SRI國際公司等，曾為2000年諾貝爾化學獎得主Alan J. Heeger教授得力助手，是國家海外杰出青年基金獲得者，現為UCLA工程與應用工程學院材料科學與工程系教授，在國際塑料電子學界享有盛譽。裴啟兵主要從事電活性聚合物、介電彈性體驅動器和發電機、柔性電子學、納米雜化材料、共軛聚合物合成等領域的研究，迄今在Science, Nature Photon, Nature Commun, J Am Chem Soc, Adv Mater, ACS Nano, Adv Funct Mate等國際頂級期刊發表論文370余篇，累計被引用近30000次。

本文由材料人電子組小胖紙編譯，材料人整理。

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