可拉伸電子產品在可穿戴設備、軟機器人、人機界面和生物電子設備中有廣泛應用。實現這些產品的關鍵在于開發可拉伸導體。傳統上,剛性導體如金屬納米線或導電聚合物通過彎曲和皺紋設計等方法整合到彈性材料中,但其固有的剛性會影響長期使用的穩定性。相較之下,鎵基液態金屬(LM)具備高導電性和變形能力,但制造過程復雜且與聚合物界面兼容性差。
在這里,蘇州大學嚴鋒教授課題組展示了含有半嵌入式液態金屬顆粒的電紡聚合物纖維膜可用于制造可拉伸電子器件。纖維網中的液態金屬顆粒在壓力作用下會破裂,并填充纖維網中的空隙,形成導電區域。這樣就能利用電路圖案印章制作出具有高分辨率(最小線寬為 50 μm)和穩定性(100% 應變下超過 30,000 次循環)的電路。電路可與各種電子元件集成,以實現不同的功能,包括方波信號輸出、光發射和無線充電。用這種方法可制作用于生物電信號監測的傳感器,從而說明了膜的生物兼容性和滲透性。作者還展示了含液態金屬的纖維膜可以分離成單獨的成分并回收利用。相關成果以“Pressure-stamped stretchable electronics using a nanofibre membrane containing semi-embedded liquid metal particles”為題發表在《Nature Electronics》上,第一作者為Sijie Zheng,Xiaowei Wang為共同一作。這是繼Nature Materials之后的又一力作!(蘇州大學嚴鋒團隊Nature Materials:凝膠,新突破!)
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