IT之家 1 月 16 日消息，中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)今日發(fā)布，近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所等團(tuán)隊(duì)，在液態(tài)金屬柔性電子制造領(lǐng)域取得系列進(jìn)展，為柔性電子的高性能、綠色化、規(guī)模化應(yīng)用提供了多項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù)方案。
團(tuán)隊(duì)提出的無(wú)損刻蝕圖案化技術(shù)，突破了傳統(tǒng)增材、減材制造工藝的固有瓶頸。該技術(shù)通過(guò)乙醇環(huán)境調(diào)控液態(tài)金屬與基底的界面粘附作用，結(jié)合針尖局部機(jī)械力，精準(zhǔn)剝離半液態(tài)金屬，實(shí)現(xiàn)了無(wú)材料損耗的電路圖案化制備，分辨率達(dá) 5μm，且兼容 PDMS、紙張、生物組織皮膚等 8 類剛性與柔性基底。該技術(shù)具有 1000% 高拉伸性、50 次重復(fù)刻蝕無(wú)損耗、材料回收損耗僅 2.67% 至 3.35% 等優(yōu)勢(shì)，已成功應(yīng)用于體表 / 體內(nèi)生理電信號(hào)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為柔性電子綠色制造開(kāi)辟了新路徑。
團(tuán)隊(duì)還提出了形狀自適應(yīng)共形電子制備技術(shù)，攻克了三維曲面電子器件制造難題。團(tuán)隊(duì)以熱塑性薄膜為自適應(yīng)基底，通過(guò)半液態(tài)金屬 Cu-EGaIn（導(dǎo)電性達(dá) 9.5×106S m-1）的選擇性粘附圖案化，結(jié)合有限元仿真輔助電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了平面電路向任意三維曲面的高效轉(zhuǎn)化。該技術(shù)無(wú)需復(fù)雜預(yù)處理，可在球體、水果、人體皮膚等不同尺度、材質(zhì)的目標(biāo)表面穩(wěn)定貼合，剝離強(qiáng)度遠(yuǎn)超商用膠帶，成功應(yīng)用于航空航天共形除冰系統(tǒng)、智能醫(yī)療繃帶、傳統(tǒng)設(shè)備智能化升級(jí)等場(chǎng)景，為“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代的智能器件低成本制造提供了新范式。
兩項(xiàng)成果均基于半液態(tài)金屬材料的研發(fā)與界面調(diào)控機(jī)制突破，分別解決了柔性電子“高精度無(wú)損耗制造”與“三維曲面適配”兩大痛點(diǎn)，覆蓋從基礎(chǔ)研究、工藝開(kāi)發(fā)到器件應(yīng)用的全鏈條創(chuàng)新。
該成果推動(dòng)了液態(tài)金屬材料與柔性電子制造技術(shù)的理論創(chuàng)新，在可穿戴健康監(jiān)測(cè)、植入式診斷器件、航空航天智能系統(tǒng)等領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用前景。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將持續(xù)深化界面調(diào)控機(jī)制與規(guī)模化制造技術(shù)研究，加速推動(dòng)前沿技術(shù)向?qū)嶋H產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，為環(huán)境可持續(xù)型智能柔性電子器件的發(fā)展提供支撐。
相關(guān)研究成果分別發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）、《自然-電子學(xué)》（Nature Electronics）上。
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