十年前，苹果iPhone横空出世，催化智能手机行业大变革。10年间指纹识别、双摄、全面屏先后在手机上得到普及，手机功能愈发强大，已超越PC成为最重要的消费电子产品。另一方面，随着物联网和人工智能技术的迅速发展，智能硬件产品渗透至社会生活的方方面面，市场规模不断壮大。

手机和智能硬件产业规模的壮大与产品功能提升密不可分，而优化功能则离不开技术支持。从内到外，从元器件到屏幕、外壳，运行速度更快、显示更清晰、更轻便、更防水……这些切实的需求面前，手机和智能硬件产业链各厂商和研究机构都在不断地提升自身的技术能力，以期达到消费者对于产品性能提升的要求。其中，材料作为基础产业，可为产品设计提供支持。

材料技术研究突破正在催动手机和智能硬件产品从根本上进行“进化”。今天，新材料在线®就从材料角度出发，盘点2017年石墨烯、碳纤维、液态金属、碳纳米管等众多新型材料为手机和智能硬件增加的新亮点。

• 石墨烯

石墨烯是一种由C原子经sp2电子轨道杂化后形成的丰巢状的准二维结构，是C元素的另外一种同素异形体，可广泛应用于电子信息技术、航天技术、生物医药、生活日用等80多个领域。

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1. 石墨烯超级电容器印刷电子设备研究获突破 开启可穿戴新大门

图片由曼彻斯特大学提供

2017年8月15日消息，曼彻斯特大学的研究团队将可导电的氧化石墨烯油墨印刷到棉织物上，成功制得固态的柔性超级电容器。这种油墨和纺织品材料之间会发生强烈的相互作用，得到的印刷电极表现出优异的机械稳定性。此外，该设备是可冲洗的，因此有用于智能服饰的现实可能。此项研究突破将促进电子可穿戴技术快速发展，有望开启可穿戴时代新大门……【详细】

2. 石墨烯手机屏：防碎又能充电？

图片来自于公开资料

2017年6月7日消息，研究人员可能研制出了一种永远不会出现碎屏现象的材料。美国加州州立大学长滩分校的研究者克劳迪娅·奥赫达-阿里斯蒂萨瓦尔介绍说，该材料由一层六方氮化硼（h-BN）、一层石墨烯和一层C60（又名足球烯）组成。报道称，这种新材料不仅防裂，而且节能、导电极快。含有通常用于太阳能电池的C60新型材料，或许能够令基于其打造的手机屏幕为手机电池充电。

该项研究是由贝尔法斯特女王大学、美国斯坦福大学、加州大学伯克利分校、加州州立大学和日本国立材料科学研究所的科学家联合完成的。

3. 新型石墨烯组装膜研发成功 折叠手机将成真

图片来自于公开资料

2017年6月7日消息，浙江大学高分子系高超教授团队研发出一种新型石墨烯组装膜，该材料由微褶皱化大片石墨烯组装而成，具有超柔性，可被反复折叠6000次，承受弯曲十万次，导热率最高达到2053W/mK，接近理想单层石墨烯导热率的40%，是目前导热率最高的宏观材料。

具有柔软、高导热性能的材料赋予了未来科技的无限想象空间。比如，可折叠的手机、笔记本电脑，甚至卫星和航天器……【详细】

4. 热传声石墨烯扬声器让手机显示屏获得发声能力

图片来自于威锋网

2017年5月8日消息，埃克塞特大学研究者发现了一种使用石墨烯彻底消除扬声器中活动部件的方法。研究者用一块没有活动部件，表面由薄薄一层石墨烯所覆盖的芯片取代振膜，设备依靠芯片上的石墨烯层会快速发热或冷却产生声波，从而解决驱动扬声器的力道过大时振膜磨损的难题。同时，研究者发现还能将音频频率混合在一起，甚至放大或均衡特定的声音，这一发现令该设备有了取代家庭立体声系统功放、均衡器和落地扬声器的可能。

除了应用于家庭影院，这项技术还能让智能手机显示屏获得发声能力，只需在LCD面板上增加纤薄且透明的石墨烯层。此外，该技术还能改良医学超声波检查设备。

5.可用于穿戴装置的石墨烯OLED面板

图片来自于公开资料

2017年4月19日消息，韩国电子通讯研究院跟HanwhaTechwin合作，用石墨烯制作厚度不到5nm的透明电极，开发出一款370×470mm(相当于19寸屏幕)的OLED面板，该面板没有氧化铟锡透明导电镀膜容易碎裂的缺点，还耐用可挠，未来或能应用到穿戴型装置甚至衣服上……【详细】

6. 石墨烯存储器尺寸小速度快弯曲智能手机更进一步

图片来自于公开资料

2017年4月10日消息，英国埃克塞特大学科学家开发了一种氧化石墨烯-氧化钛混合内存，长50nm，厚8nm，读写时间低于5ns，与传统闪存存储系统相比，这种解决方案成本更低、更环保，且具有速度高、尺寸小、容量大、透明和柔性等优点。

对于可弯曲手机和智能服装来说，该新型内存似乎是一种完美的解决方案，如果良率足够高，完全能取代当前电子产品中的闪存……【详细】

7. 新型石墨烯冷却机理为芯片降温让手机不“发烧”

图片来自于公开资料

2017年4月1日消息，罗格斯大学的研究人员使用与氮化硼晶体基板结合的石墨烯，揭示了一种更加强大且有效的冷却机理。据介绍，该方案在芯片上配置二维超薄的石墨烯材料，其可以冷却芯片上产生热量问题的热点，该解决方案无需任何零件，且功率因数比以往的热电冷却器高出约两倍。在经历过各种手机的“发热门”之后，这一技术对于降低手机核心元器件——芯片——的温度有重大影响。

一位项目研究者表示，这项研究推动了不同类型冷却器的结合。我们正面临石墨烯冷却器发展的最好机会，因为其他材料价格既昂贵，也不像石墨烯这么薄并具有这么高的功率因数……【详细】

8.印刷石墨烯制作可穿戴无线通讯设备

图片来自于公开资料

2017年3月20日消息，在《科学报告》中一篇题为“Highly Flexible and Conductive Printed Graphene for Wireless Wearable Communications Applications”的文章中，提出了一种使用印刷石墨烯制作高度可弯曲、高导电性能可穿戴无线通讯设备的新方法。

英国曼彻斯特大学的Zhirun Hu和同事在纸质基板上设计并制作了印刷石墨烯输电线路和天线，不同弯曲条件下输电线路和天线的机械灵活测试结果显示，印刷石墨烯能够应用于射频信号的发射、辐射、接受，这些正是可穿戴无线通讯系统中射频信号处理的部分核心功能。而因为印刷石墨烯的处理可以在低温下进行，让该项技术能够应用在纸张与纺织品等对温度敏感的材料上……【详细】

• 碳纤维

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁。已在航天航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等多个领域得到应用。

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1. 碳纤维机身黑莓新机Krypton曝光

图片来自于金羊网

9月22日消息，黑莓将在10月发布一款名为Krypton的新机，该机将放弃经典的全键盘设计，机身背面的上方有一大片区域是碳纤维覆盖，碳纤维“外柔内刚”的特性将使这款手机质量更扎实。

2. YANG DESIGN全球首款碳纤维智能旅行箱中国首发

图片来自于网易设计

2017年3月6日下午3:00，奥迪和中国最具影响力的工业设计师杨明洁及其团队共同设计研发的YANG DESIGN全球首款碳纤维智能旅行箱，在上海新天地南广场隆重发布，这也是该碳纤维智能旅行箱继2016年度伦敦100%设计展首次海外发布之后，在中国首次发布。据介绍，箱体采用100%航空赛车级碳纤维，纯手工打造，是目前同类产品中最轻、最坚固的行李箱……【详细】

3. 首款碳纤维变速智能共享单车bluegogo pro2发布

图片来自于BAT日报

2017年3月22日，小蓝单车在新产品新战略发布会上推出采用碳纤维车身的变速车bluegogo pro2概念产品。bluegogo Pro2是iF、RedDot、IDEA大满贯设计团队的作品，采用了轻量级、强度大、可回收的高分子碳纤维车架。其重量仅为铝合金的1/3，但强度是其7倍。在小蓝单车CEO李刚的设想里，bluegogo Pro2是更适合轻运动产品定位共享单车2.0，用轻运动共享单车的新方式，将推动全民轻运动时代到来……【详细】

• 液态金属

液态金属即非晶材料，是指一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物，已广泛应用于体育用品、航空航天、军事兵器及IT等领域。

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1. 液态金属研究成果开辟软体机器人和变形显示器研制新路径

图片来自于公开资料

2017年10月18日消息，国萨塞克斯大学和斯旺西大学的科学家通过编程的方式，让液态金属实现多种变形（二维形状），成果有望在智能电子设备、软体机器人以及柔性显示屏等领域大显身手。但研究者表示，用液态金属研制出三维形状仍有很长的路要走，这一技术更直接的应用包括可再编程的线路板和导电墨水等……【详细】

2. 世界首款液态金属定制耳机听觉享受完美

图片来自于科技讯

2017年5月17日消息，世界首款液态金属定制耳机将推出，该设备由92.5%纯银合金制成，制备过程中使用和高端珠宝制作相同的激光烧结技术。同时为给用户带来完美听觉享受，设备打造过程中采用了3D扫描和模型重建技术。耳机重量15克，佩戴舒适，与耳道严格贴合还能带来26分贝的降噪效果。

3. 液态金属合金智能手机图灵将量产

图片来自于动点科技

2017年4月13日消息，发布过液态金属概念手机的TRI近日宣布和TCL达成了合作关系，将开始量产液态金属合金智能手机图灵。TRI规格表显示，设备外壳采用金属合金Liquidmorphium，表面会采用钻石纳米涂层，并将使用超强蓝宝石玻璃覆盖显示屏，与苹果公司用于其相机镜头的材料相同。

4. 液态金属纳米打印为柔性电子产品铺平道路

图片来自于公开资料

2017年2月17日消息，澳大利亚墨尔本RMIT大学工程学院的杰出教授Kourosh Kalantar-zadeh领导的Monash大学、北卡罗来纳州立大学和加利福尼亚大学的研究人员采用2D打印新技术，使用液态金属制造原子厚度的集成电路。该解决方案为生产大约1.5nm厚度的大晶片（一张纸，比较而言，是100,000nm厚）开辟了道路。可实现在同一表面上创建显著提高处理能力并降低成本的电子芯片膜，将克服当前芯片生产技术的局限性，还可以生产极其弯曲的材料，为柔性电子产品铺平了道路，实现下一次电子技术革命……【详细】

• 碳纳米管

碳纳米管是一种径向尺寸为纳米量级、轴向尺寸为纳米量级，管子两端基本上都封口的一维量子材料，具有许多异常的力学、电学和化学性能，广泛应用于新能源、传感器、超级电容、场发射管等领域。

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1. 碳纳米管可穿戴式心脏监护仪研制成功

可穿戴式心脏监护仪

2017年9月6日消息，韩国首尔国立大学的研究人员和首尔基础科学研究院的研究人员共同设计了一款新的可穿戴式心脏监护仪，设备采用可伸缩金电极检测心电图（ECG）信号，然后由基于四个p型碳纳米管（CNT）晶体管的p-MOS逆变器放大。

对于设备工作方式，研究人员介绍到，使用数据采集单元对得到的心电图信号进行滤波和分析，正常和健康的ECG信号，程序会使可调色有机发光二极管（CTOLED）产生红色，粉红色和白色等相对应的电压值；对于异常的ECG信号（如与例如心律失常和局部缺血等疾病有关的信号），该程序会提供与蓝色，天蓝色和白色等颜色变化相对应的电压。且这个过程发生在实时，用户可以通过CTOLEDs颜色的变化立即检查他们的心率和病情。据称，这种实时监测和显示心电图信号的装置可以直接应用于皮肤……【详细】

2. 碳纳米管柔性电子皮肤在可穿戴领域大有可为

图片来自于南京大学官方网站

2017年4月5日消息，南京大学化学化工学院金钟教授和刘杰教授带领的“先进能源材料与器件研究团队”在柔性电子皮肤方面取得重要进展。研究人员设计了一种基于少壁碳纳米管取向阵列/高分子复合薄膜的通用器件结构，能够监测人体关节的弯曲以及拉伸情况。在柔性高分子基底上平铺一层少数壁碳纳米管取向阵列的透明薄膜，再涂覆一层超薄的弹性高分子以形成表面光滑的碳纳米管复合材料，蒸镀上电极后即完成柔性电子皮肤的制备。

研究人员将柔性电子皮肤贴在手指关节部位上，可以用来非常迅速、灵敏地检测手指弯曲和伸直的状态变化。此外，如果采用弹性硅橡胶作为透明柔性基底，还可以制备同样对拉伸敏感的电子皮肤，对拉伸应力具有高灵敏度、检测范围宽、性能稳定等优点。这些功能在可穿戴人机通信接口、人体生理信号检测、仿生机器人部件、便携式运动检测器等方面都有潜在的应用前景。

3. 碳纳米管电子产品有望取代硅基CMOS

图片来自于公开资料

2017年1月21日消息，北京大学科学家开发出5nm栅长的碳纳米管场效应晶体管，并称其性能超过相同尺寸的硅晶体管。研究人员介绍说，碳纳米管晶体管比硅基晶体管操作速度更快，工作电压更低。据介绍，10nm碳纳米管CMOS栅电容导致的延迟大约为70飞秒，仅为英特尔14nm硅基CMOS的三分之一。研究报告已发表在《科学》期刊上，论文通讯作者Lian-Mao Peng预测，碳纳米管电子产品有望在2022年取代硅基CMOS。

在摩尔定律将在2020年左右达到终点，硅材料物理性能走向极限的背景下，碳基芯片的科研突破对半导体芯片行业意义重大，速度快功耗低的特点将使手机续航和摄像方面的性能获得提升。

4. 碳纳米管导电薄膜让手机屏幕更柔软画质更清晰

图片来自于公开资料

2017年1月3日消息，天津工业大学教授耿宏章团队将一种简易快速喷涂与酸处理相结合的技术，与棒涂法与酸处理优化技术相结合，可以大面积快速制备碳纳米管柔性透明导电薄膜。据称，碳纳米管薄膜能够克服市场上广泛使用的铟锡氧化物薄膜的很多缺点，能用于制造可弯曲、柔性的触摸屏，并让手机屏幕画质更清晰、色彩逼真。该技术生产的薄膜未来在可穿戴设备制造方面具有广阔的应用前景……【详细】

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