柔性電子器件飛速發(fā)展，它們被廣泛用于醫(yī)療診斷,、監(jiān)測(cè)和柔性機(jī)器人等領(lǐng)域,。柔性電子涵蓋有機(jī)電子,、塑料電子、生物電子,、納米電子,、印刷電子等,，包括RFID,、柔性顯示、有機(jī)電致發(fā)光(OLED)顯示與照明,、化學(xué)與生物傳感器,、柔性光伏,、柔性邏輯與存儲(chǔ)、柔性電池,、可穿戴設(shè)備等多種應(yīng)用,。隨著其快速的發(fā)展,，涉及到的領(lǐng)域也進(jìn)一步擴(kuò)展,，目前已經(jīng)成為交叉學(xué)科中的研究熱點(diǎn)之一,。

Science將有機(jī)電子技術(shù)進(jìn)展列為2000年世界科技成果之一,美國(guó)科學(xué)家艾倫黑格,、艾倫·馬克迪爾米德和日本科學(xué)家白川英樹由于他們?cè)趯?dǎo)電聚合物領(lǐng)域的開創(chuàng)性工作獲得2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),。近幾年,，國(guó)內(nèi)清華大學(xué),、西北工業(yè)大學(xué),、南京工業(yè)大學(xué),、華中科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)著名大學(xué)都先后建立了柔性電子技術(shù)專門研究機(jī)構(gòu),，柔性電子技術(shù)已經(jīng)引起了我國(guó)研究人員的高度關(guān)注與重視，柔性電子領(lǐng)域的研究異?；馃?，使得該領(lǐng)域的發(fā)展日新月異并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,。

近期,，復(fù)旦大學(xué)復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授彭慧勝的研究團(tuán)隊(duì),，成功將顯示器件的制備與織物編織過程實(shí)現(xiàn)融合,，在高分子復(fù)合纖維交織點(diǎn)集成多功能微型發(fā)光器件等相關(guān)成果發(fā)表在Nature。

華中科技大學(xué)吳豪教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)李卓研究員,，基于負(fù)泊松比超材料結(jié)構(gòu)開發(fā)出高性能柔性電子皮膚,。相關(guān)成果 “Flexible Mechanical Metamaterials Enabled Electronic Skin for Real-time Detection of Unstable Grasping in Robotic Manipulation” 發(fā)表在Advanced Functional Materials上。

杭州師范大學(xué)朱雨田教授團(tuán)隊(duì)通過簡(jiǎn)單的原位還原和溶劑澆注技術(shù),，開發(fā)了由聚乙烯醇(PVA),、 檸檬酸(CA)和銀納米粒子(AgNPs)組成的可拉伸和透明的多模態(tài)電子皮膚傳感器，它具有應(yīng)變,、溫度和濕度方面的多種傳感能力。

在柔性材料（柔性玻璃,、柔性O(shè)LED,、柔性電池,、柔性電子皮膚）以及柔性電子元器件等研究過程中,，在一定溫度環(huán)境下的力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度、延伸率、泊松比,、楊氏模量）是評(píng)價(jià)柔性材料應(yīng)用場(chǎng)景維度的一個(gè)非常重要的指標(biāo),， 也是制定柔性電子制造過程工藝關(guān)鍵參數(shù)。一般情況下,，該類測(cè)試載荷精度要求較高，且樣品小,，在進(jìn)行屈服,、強(qiáng)度、延伸率等力學(xué)性能測(cè)試時(shí),，在實(shí)現(xiàn)溫度冷熱環(huán)境,，拉伸功能同時(shí)還需配備非接觸類視覺測(cè)量類儀器，如DIC,。

冷熱原位拉伸微觀應(yīng)力應(yīng)變解決方案

冷熱原位拉伸微觀應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)主要應(yīng)用于小尺度的相關(guān)的柔性材料,、生物、金屬,、有機(jī)聚合物,、纖維等各種材料科學(xué)研究，可實(shí)現(xiàn)溫度范圍-190~600℃,，溫控精度±0.1℃ 最大載荷5kN,。冷熱原位拉伸測(cè)試系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)獲取材料動(dòng)態(tài)載荷下,，形變和溫度等數(shù)據(jù),，結(jié)合DIC聯(lián)用進(jìn)行材料微觀結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù),，可實(shí)現(xiàn)定量分析材料微觀力學(xué)性質(zhì)、相變行為,、取向變化,、裂紋萌生和擴(kuò)展、材料疲勞和斷裂機(jī)制,、材料彎曲、高溫蠕變性,、分層,、形成滑移面以及脫落等現(xiàn)象,，實(shí)現(xiàn)各種材料性能的研究。

三維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）具有準(zhǔn)確性,、穩(wěn)健性和易用性的特點(diǎn),，已被廣泛應(yīng)用于應(yīng)變測(cè)量。但是,，對(duì)于需要高放大倍數(shù)的測(cè)量樣品,，3D測(cè)量仍很難達(dá)到測(cè)量需求，這主要是由于3D測(cè)量缺乏具有足夠景深的光學(xué)元件,，無法從不同視角獲取3D分析所需的兩張高放大率圖像,。WTDIC-Micro彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)備無法進(jìn)行微小物體變形測(cè)量的不足，成為一種微觀尺度領(lǐng)域變形應(yīng)變測(cè)量的有力工具,。

該測(cè)試系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),， 核心冷熱原位拉伸臺(tái)采用專業(yè)技術(shù)自主設(shè)計(jì)、加工制造,，開發(fā)出集成化,、多功能、兼容性強(qiáng),、變溫范圍大,、靈活小巧，安裝快捷方便,、操作簡(jiǎn)單,、性能可靠的冷熱原位微觀應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)解決方案，且性價(jià)比高,。

1) 應(yīng)用范圍廣：可用于金屬,、無機(jī)（半導(dǎo)體、陶瓷）,、有機(jī)（生物,、高分子、纖維）,、復(fù)合涂層等多個(gè)學(xué)科的材料科學(xué)研究,。

2) 溫控技術(shù)強(qiáng)：三種變溫模塊（半導(dǎo)體冷熱、液氮/電熱冷熱等）可自由更換,，變溫范圍-190~600℃,，RT~1000℃,，溫控精度±0.1℃，具有自主產(chǎn)權(quán)核心溫控模塊算法,；

3) 載荷加載功能多：可更換多種專用夾具,，可實(shí)現(xiàn)測(cè)試樣品的拉伸、擠壓,、疲勞測(cè)試,；最大拉伸載荷5kN，載荷精度0.2%,；拉伸速率達(dá)1 -100 um/s,，最大位移50mm；

4) 變溫拉伸臺(tái)適應(yīng)性強(qiáng)：可適配掃描電子顯微鏡,、光學(xué)顯微鏡系統(tǒng),、X射線衍射儀等系統(tǒng)；

5) 軟件集成度高：集成溫控,、拉伸測(cè)試,，可進(jìn)行載荷、溫度,、位移多種參數(shù)設(shè)置,，可結(jié)合靈活的閥值進(jìn)行循環(huán)負(fù)載的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行材料研究應(yīng)力應(yīng)變,；

6) 軟件界面表現(xiàn)豐富：系統(tǒng)軟件提供多種模式的材料檢測(cè)模式,，溫度、載荷,、位移閾值設(shè)置,，曲線生成，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,、多種格式輸出,；

7) 技術(shù)支持：自主研發(fā)，定制開發(fā)靈活,；提供全面的解決方案和技術(shù)指導(dǎo),。

三維顯微應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)

WTDIC-Micro顯微應(yīng)用測(cè)量系統(tǒng)：光學(xué)顯微鏡和DIC數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)的結(jié)合，可以滿足納米級(jí)精度測(cè)量需求,。

使用方法步驟

在柔性小尺寸試樣測(cè)試過程中,，冷熱原位拉伸測(cè)試系統(tǒng)的使用方法及步驟如下：

(1) 通過專用的小試樣散斑噴涂裝置，制作散斑涂層,。當(dāng)然,，也可以通過畫線等方式制作標(biāo)記，視頻引伸計(jì)均可支持,，但制作散斑涂層后面還可以擴(kuò)展到其他用途,，所以我們建議處理為散斑涂層,。制作完成的試樣類似下圖,。

小尺寸試樣散斑噴涂效果

(2) 將小試樣放在對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)機(jī)上并夾持住

冷熱原位拉伸測(cè)試系統(tǒng)加載試樣

測(cè)試結(jié)果

（1）應(yīng)變-狀態(tài)曲線

（2）位移-狀態(tài)曲線

溫度波動(dòng)曲線

（3）數(shù)據(jù)表格

計(jì)算得到的位移場(chǎng)(上)和應(yīng)變場(chǎng)(下)

總結(jié)：

在柔性材料研究中,，高精度實(shí)時(shí)獲取不同溫度下的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù),，是解決柔性小尺寸試樣變溫環(huán)境應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量問題的較佳方案。文天精策儀器科技（蘇州）有限公司針對(duì)小尺寸試樣力學(xué)試驗(yàn)中的測(cè)量難題,，為用戶提供成套解決方案,，在小試樣的加載裝置,、夾具設(shè)計(jì),、環(huán)境控制等方面提供完整的解決方案,。