Science Advances文献导读：东京大学开发超薄有机材料助力电子皮肤（e-skin）成像技术

东京大学的研究人员开发出了一种超薄柔性保护层，并利用这种材料制造成了在空气中能稳定存在的有机发光二极管（OLED）显示器，从而给我们详细探讨了这种超薄柔性有机材料的用途。

如上图左上所示，为血氧水平监测仪的系统轮廓图；右上所示为两个直接照射到手指上的红色和绿色的聚合物发光二极管(PLEDs)，从手指内部反射的光被柔性有机光电探测器（OPD）所捕捉。通过这种反射光我们就可以测量血氧和脉搏率；图片的底部为传感器输出的信号显示在聚合物发光二极管显示器上。

这项技术的有效应用，将使得血氧水平电子皮肤（e-skin）显示器,适用于运动员的电子皮肤心率传感器以及许多其他应用的实现成为可能。在下文的图文导读中，我们对部分应用及其优势进行了简单的介绍。

图文导读：

图一：柔性PLEDs和OPDs的特征

图中所示的所有的测量数据都是在空气中测得的。（A）为柔性PLEDs的结构。其钝化层由有机(500nm厚的聚对二甲苯)层和无机(200nm厚的SiON)层交替叠加在一起构成。(B)为被褶皱化处理的柔性绿色PLED的照片。(C)为OPD（图中黑色线所示）的EQE（外量子效率），以及任意单位（a.u）下的蓝色(蓝色线)、绿(绿色线)、红色(红色线)的PLEDs的归一化的致发光（EL)光谱。(D)为柔性PLEDs在电流密度制约下的EQE的特征。其内部的插图中显示的为相应颜色的柔性PLEDs的L-V（亮度-电压）曲线图。(E)为单独的柔性OPD的照片。(F)为在模拟太阳能照明条件的不同的光强条件下，OPD的J-V（电流密度-电压）特征曲线图。图中红色,橙色,绿色,浅蓝色,蓝色,紫色,灰色,和黑色线分别代表1000，706,502,400,297,199,和99 W/m2和黑暗的光强条件。(G)为在使用太阳能模拟器条件下测得的柔性OPD的特征曲线。红色和绿色线分别为V(oc)-L(电压-光强)和J(sc)-L(电流密度-光强)曲线图。

图二：超薄光学设备不可思议的灵活性。

图(A)为超薄红色PLED附着在一个预拉伸的弹性体上的照片。从右到左图像分别代表从褶皱状态过渡到平面状态照片。(B)为褶皱的PLED的3D照片，预拉伸值为60%。(C)图为绿色PLED的循环拉伸测试结果。在1000次循环拉伸测试后，光强度只下降了10%。(D)图为褶皱处理后的OPD的Voc值。其内部插图为平面的和压缩后的OPD照片。 (E)图为OPD的循环拉伸测试数据。在300次循环拉伸测试后，OPD的特征并没有出现任何退化的迹象。黑圆圈和红三角分别表示Voc和规范化的Jsc。其内部插图为OPD的J-V特征曲线 (其中点线为黑暗状态下的；实线为辐照绿灯状态下的)。黑色和红色线条分别表示初始状态和在300次循环拉伸后的状态。

图三：柔性有机脉搏血氧计。

图(A)为脉搏血氧计的结构图示。(B)为反射脉冲血氧计的工作原理。(C)为当绿色PLED辐照时不同光强条件下OPD的J-V曲线图。(D) 为当红色PLED辐照时不同光强条件下OPD的J-V曲线图。(E)为一段时间内用红色的PLED和OPD测量的脉搏波。 (F)为空气中能稳定存在的，由红色的PLED和OPD测量的PPG（演算法技术）信号。 (G)为99%的血氧水平下OPD的输出信号。绿色和红色线分别代表绿色和红色PLEDs辐照时的信号。(H) 为90%的血氧水平下OPD的输出信号。绿色和红色线分别代表绿色和红色PLEDs辐照时的信号。

感谢材料人编辑部黄语嫣提供素材

原文参考链接：Ultraflexible organic photonic skin