柔性电子器件具有新技术或广阔的应用前景

1月4日，记者从中国科学技术大学(以下简称中国科大)获悉，该校信息学院赵刚研究组提出了一种结合纳米纤维静电纺丝和液态金属模板印刷的柔性电子器件制备新技术。相关研究成果日前发表在国际期刊《ACS纳米》上。

随着物联网的快速发展，简单的柔性电子设备已经不能满足日益复杂的应用场景，因此研究开发多功能、高度集成的柔性电子系统迫在眉睫。目前，材料和制造技术仍然是制约柔性电子发展和商业化的主要因素，因为在柔性电子中设备的制造过程中，研究人员不仅要考虑其物理、化学和功能特性，还要考虑用户的舒适性和安全性。与此同时，日益严峻的环境和能源问题给人类社会的发展带来了巨大挑战，电子设备的可回收性、自愈性和可重构性成为开发者需要考虑的关键问题。传统材料和制造工艺获得的柔性电子器件往往不能同时兼顾上述性能，制造工艺通常需要昂贵的设备、复杂的步骤、高标准的操作环境和规定的材料特性。受限于这些因素，柔性电子的大规模集成封装和多层柔性电子器件的制造仍然是一个棘手的问题。

针对上述挑战，中国科学技术大学信息学院赵刚课题组提出了一种简单、快速、绿色的柔性电子器件制造技术。采用静电纺丝技术获得热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜作为柔性基底，然后通过模板印刷在基底膜上构建液态金属图案化电路。此外，柔性电路、电阻器、电容器、电感器及其复合器件可以通过逐层组装的策略进行参数化制造。由该方案制备的柔性电子器件具有优异的拉伸性、渗透性和稳定性，并且是多层的和可重构的。