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2023年3月30日，全球青年科技峰会在北京海淀举行，在峰会上《麻省理工科技评论》年度“35岁以下科技创新35人”中国区榜单揭晓。张智涛副教授榜上有名，获“发明家”称号。他的入选理由：他通过材料设计获得更低成本、更高性能的柔性高分子发光材料2024年葡京娱乐骰宝，用于构建下一代、柔性、可拉伸、高分辨率电子皮肤发光显示器。下面小编带大家认识一下这个青年学者。

张智涛，上海交通大学化学化工学院课题组长 ，长聘教轨副教授，博士生导师。2012年7月华东理工大学毕业，2017年7月复旦大学先进材料实验室博士毕业(导师:国家杰出青年基金获得者、国家有突出贡献中青年专家、国家重点研发计划首席科学家彭慧胜教授)，2017年10月-2022年4月于斯坦福大学开展博士后研究(合作导师: 美国工程院和美国科学与艺术学院两院院士、中国科学院外籍院士鲍哲南教授)。2022年7月，全职加入上海交通大学化学化工学院，独立建组并开展研究工作。

迄今为止，张智涛副教授已在国际高水平学术期刊上发表论文50余篇，其中6篇论文入选ESI高被引论文，总引用次数超过6000余次，H-index:37。其中第一作者和共同第一作者论文23篇，包括Science、Nature、 Nat.Photonics等。研究成果多次被Nature及Nature子刊以“研究亮点”进行专题报道，Nature主页刊登新闻并举行新闻发布会，科学网、新华社、今日头条等国内外几十家主流媒体和机构进行报道宣传。在Springer、Elsevier、科学出版社参与出版三本专著。授权和申请国际国内专利9项，其中3项实现技术转让。获得多项学术荣誉和奖励，如国家级青年人才计划、美国材料研究学会(MRS) 优秀博士生奖、中国大学生“自强之星”等

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张智涛教授专利列表

下面，小编就带大家一起回顾一下张智涛副教授的代表作：

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Nature：具有电荷捕获稀释功能的高亮度全聚合物可拉伸 LED

8月8日，有位近少露脸的女明星出来营业，当天她身穿白色连衣裙，搭配一双白靴子，整个人看起来十分的优雅。可看完她的着装再看看她身后所出席的场合，不得不说，真是格格不入。

《星球大战》中， Luke Skywalker的机械手拥有完整的感觉能力，能够非常灵敏地感觉到外界压力。30年过去了，电影中的画面几近成为现实，电子皮肤正在成为未来电子工业发展的一个重要方向和趋势。2018年，鲍哲南团队在柔性电子领域实现了制造工艺的飞跃，首次成功开发出更易量产的高密度、高灵敏度可拉伸晶体管阵列（OTFT），这一成果在电子皮肤等研究中具有突破性意义。

2022年3月23日，鲍哲南院士团队张智涛博士报告了一种材料设计策略和制造工艺，实现了具有高亮度（约 7,450 坎德拉每平方米）、电流效率（约 5.3 坎德拉每安培）和可拉伸（约 100% 应变）的全聚合物发光二极管。研究团队进一步制造了红色、绿色和蓝色的可拉伸全聚合物发光二极管，实现了皮肤上的无线供电和脉冲信号的实时显示。这项工作标志着高性能可拉伸显示器取得了长足的进步。相关研究成果以题为“High-brightness all-polymer stretchable LED with charge-trapping dilutio”发表在《Nature》上，通讯作者为鲍哲南院士。第一作者为张智涛。

图1：自发形成的各种颜色的纳米纤维发光结构，用于增强发光共轭聚合物薄膜的拉伸性

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Science：拓扑超分子网络支持高传导性可拉伸有机生物电子学2024年葡京娱乐骰宝

基于柔软和导电有机材料的本征可拉伸生物电子设备被认为是与人体无缝和生物相容性融合的理想界面。剩下的挑战是将高机械鲁棒性与良好的导电性相结合，尤其是在小特征尺寸下图案化时。

2022年3月24日，斯坦福大学鲍哲南院士团队蒋圆闻博士、张智涛博士、天津大学胡文平教授团队王以轩副教授、首都医科大学附属北京天坛医院贾旺教授、李德岭合作，创新采用分子设计新策略，研制出一种由仅有2微米大小的电极点组成的新型柔性电极，在手术中放到大脑上，可以帮助医生精确地“看”到大脑的神经核团、功能区，可以最大限度保护患者的大脑功能、减少致残致死情况。相关论文以“Topological supramolecular network enabled high-conductivity, stretchable organic bioelectronics”为题，发表在《Science》杂志。

图 2. 用于多模式和保形生物界面的本征可拉伸有机电子器件

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Science：单片集成的低电压软电子皮肤所体现的神经形态传感器运动回路

人造皮肤可以同时模仿自然皮肤的感官反馈和机械特性，这对下一代机器人和医疗设备具有很大的前景。然而，实现这样一个可以与人体无缝集成的仿生系统仍然是一个挑战。

2023年5月18日，斯坦福大学鲍哲南院士团队通过对材料性能、器件结构和系统架构的合理设计和工程化，开发了一种单片软性假肢电子皮肤(e-skin)。它具有多模态感知、神经形态脉冲序列信号生成和闭环驱动功能。利用三层高介电常数弹性介质，实现了与多晶硅晶体管相当的低亚阈值摆动、低工作电压、低功耗以及可拉伸有机器件的中等规模电路集成复杂性。该电子皮肤模拟了生物感觉运动回路，当施加压力增加的刺激时，固态突触晶体管会引发更强烈的驱动。相关成果以“Neuromorphic sensorimotor loop embodied by monolithically integrated, low-voltage, soft e-skin”为题发表在《Science》上。第一作者是Weichen Wang，Yuanwen Jiang、Donglai Zhong和张智涛为共同一作。

图3：生物皮肤（左）与电子皮肤（右）

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Nature Photonics：可穿戴的发光纤维

近年来，传统的平面电子器件已经难以满足人们的需求。与此同时，柔性、轻质、可穿戴电子设备受到了人们密切关注。目前，可穿戴电子设备已经广泛应用于微电子、生物医药、运输和航空航天等多个领域。随着可穿戴纤维状能源器件的不断发展，人们对于纤维状发光器件也提出了更高的要求。

针对这一迫切需求2024年葡京娱乐骰宝，彭慧胜教授团队通过低成本的溶液法在国际上首次实现了纤维状聚合物发光电化学池。课题组首先在钢丝上均匀吸附氧化锌纳米粒子和聚合物发光层，然后在聚合物层外表面均匀缠绕上一层高导电性的取向碳纳米管薄膜作为透明电极，即可得到纤维状聚合物发光电化学池。相关成果以“A Colour-Tunable, Weavable Fibre-Shaped Polymer Light-Emitting Electrochemical Cell”为题发表在《Nature Photonics》上。第一作者为张智涛。

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传统的发光器件主要包括有机小分子发光二极管和聚合物发光二极管。与发光二极管相比，纤维状聚合物发光电化学池发光机理不同，使其具有一些独特的优点，如较低的操作电压、较高的电子/光子转换效率和较高的功率效率等。更加重要的是，聚合物发光电化学池不需要较低功函数的材料作为阴极，这些低功函数的电极材料往往在空气中不稳定。同时，聚合物发光电化学池中的发光聚合物层可以原位产生PIN结，有利于电子和空穴从两极注入发光。因此，相比有机发光二极管，聚合物发光电化学池对电极材料表面的粗糙度要求较低，有利于大规模生产。目前纤维状聚合物发光电化学池的最高亮度达到609 cd/m2，其突出特点是可以360度发光。同时，通过把不同颜色的发光聚合物集成到一根纤维上，可以实现在一根纤维上同时发出不同颜色的光。这些发光纤维显示出良好的柔性和可编织性能，可以编成柔性的织物和各种图案。更加有趣的是，通过将不同颜色的纤维组合在一起，通过控制发光纤维的亮度比，可以实现复合光颜色的有效调控。

图 4：PLEC 的制备和结构表征示意图

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Nature Reviews Materials：发光材料在可穿戴电子器件中的应用

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2022年10月4日，张智涛副教授受邀在国际顶级学术期刊《Nature Reviews Materials》撰写关于 “发光材料在可穿戴电子器件中的应用” 的综述文章，文章系统讨论了发光材料的可穿戴应用，现阶段面临的挑战，以及未来可能的发展方向。文章指出下一代发光显示器不仅应具有柔性和高亮度，而且还应具有柔软性和可拉伸性。新兴的发光材料将使与人体相结合的发光器件在显示、照明、传感、成像、刺激和治疗等多个领域具有潜在应用。下一代发光材料将需要具备一些基本特性。其中包括高亮度，特别是在显示、照明和治疗等应用中，以及高分辨率，对信息传递和通信以及高密度光遗传学神经刺激和神经调节等应用至关重要。相关成果以“Light-emitting materials for wearable electronics”为题发表在《Nature Reviews Materials》上。

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NSR：用于可拉伸显示器的高发光聚合物

研究表明，交互式人机界面在日常生活中扮演着不可或缺的角色。然而，考虑到皮肤兼容性、便携性和耐用性，传统的较重和刚性显示器不能满足快速发展的可穿戴电子产品的要求。下一代显示器应该是柔性和可拉伸的，这样它们就可以很容易地与其他类型的可伸缩电子设备集成，紧密地连接或生物相容地植入人体，用于实时传感、监测和读取。

为了实现这一目标，斯坦福大学鲍哲南教授和张智涛博士提出器件工程和合理的材料设计是两种有效的策略，将其总结为实现高性能可伸缩显示器以及未来发展方向的主要方法（图5）。相关论文以“High luminescent polymers for stretchable displays”为题发表在《National Science Review》，这也是Nature之后，鲍哲南教授再次发文谈及皮肤显示器。

图5可拉伸显示材料的发展时间表

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AM：用于电子和脑界面通信的纺织品显示器

纺织品显示器有望彻底改变当前的电子设备，并重塑电子及生物医学和软机器人等相关领域的未来。然而，由于直接将电致发光器件直接构建到类似纺织品的基底上以真正显示所需的可编程图案很困难，因此它们仍然不可用。

基于此，彭慧胜教授课题组联合张嘉漪教授课题组展示了一步挤出工艺制成的连续电致发光纤维开发而成的一种新型的纺织品显示器。由此产生的显示纺织品具有柔性、可拉伸、三维可扭曲、适合任意弯曲的皮肤、透气，并且可以动态显示一系列所需的图案，使其可用于仿生电子、软机器人和电致发光皮肤等应用。事实证明，这些显示纺织品还可以与计算机和鼠标大脑进行通信，以实现智能显示和伪装应用。这项工作可能会为可穿戴电致发光设备与人体的集成开辟新的方向，提供新的、有前途的通信平台。相关成果以“Textile Display for Electronic and Brain-Interfaced Communications”为题发表在《Advanced Materials》上。第一作者为张智涛。

图6 SEF 的制造和表征

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AM：用于灵活能量收集和存储的共轭聚合物

自 20 世纪 70 年代发现共轭聚合物以来，与无机导电材料相比，共轭聚合物因其具有可调谐带隙、高电活性、高柔性和良好的加工性能等优点而引起了人们的极大兴趣。上述综合优势使它们有望用于有效的能量收集和存储，这在近几十年来得到了广泛的研究。

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复旦大学彭慧胜教授、孙雪梅教授发表综述文章，回顾了使用共轭聚合物进行灵活能量收集和存储的关键进展。首先概述了共轭聚合物的合成、结构和性能。然后，描述了它们在柔性聚合物太阳能电池、热电发电机、超级电容器和锂离子电池中的应用。然后讨论剩余的挑战，以突出共轭聚合物的未来发展方向。相关成果以“Conjugated Polymers for Flexible Energy Harvesting and Storage”为题发表在《Advanced Materials》上。第一作者为张智涛。

来源：高分子科学前沿

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