我国液态金属柔性电子制造研究取得进展

东苑

中国科学院官网今日发布，近日，中国科学院理化技术研究所等团队，在液态金属柔性电子制造领域取得系列进展，为柔性电子的高性能、绿色化、规模化应用提供了多项创新性技术方案。

团队提出的无损刻蚀图案化技术，突破了传统增材、减材制造工艺的固有瓶颈。该技术通过乙醇环境调控液态金属与基底的界面粘附作用，结合针尖局部机械力，精准剥离半液态金属，实现了无材料损耗的电路图案化制备，分辨率达 5μm，且兼容 PDMS、纸张、生物组织皮肤等 8 类刚性与柔性基底。该技术具有 1000% 高拉伸性、50 次重复刻蚀无损耗、材料回收损耗仅 2.67% 至 3.35% 等优势，已成功应用于体表 / 体内生理电信号长期监测系统，为柔性电子绿色制造开辟了新路径。



▲ 无损刻蚀图案化技术的原理与优势
团队还提出了形状自适应共形电子制备技术，攻克了三维曲面电子器件制造难题。团队以热塑性薄膜为自适应基底，通过半液态金属 Cu-EGaIn（导电性达 9.5×106S m-1）的选择性粘附图案化，结合有限元仿真辅助电路设计，实现了平面电路向任意三维曲面的高效转化。该技术无需复杂预处理，可在球体、水果、人体皮肤等不同尺度、材质的目标表面稳定贴合，剥离强度远超商用胶带，成功应用于航空航天共形除冰系统、智能医疗绷带、传统设备智能化升级等场景，为“万物互联”时代的智能器件低成本制造提供了新范式。

两项成果均基于半液态金属材料的研发与界面调控机制突破，分别解决了柔性电子“高精度无损耗制造”与“三维曲面适配”两大痛点，覆盖从基础研究、工艺开发到器件应用的全链条创新。



▲ 热收缩方法的通用性验证
该成果推动了液态金属材料与柔性电子制造技术的理论创新，在可穿戴健康监测、植入式诊断器件、航空航天智能系统等领域展现出应用前景。未来，团队将持续深化界面调控机制与规模化制造技术研究，加速推动前沿技术向实际产品转化，为环境可持续型智能柔性电子器件的发展提供支撑。

相关研究成果分别发表在《自然-通讯》（Nature Communications）、《自然-电子学》（Nature Electronics）上。

yzszh64

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wing6

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ailixiaoran

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