可拉伸电极对于制造在应变状态下具有高保形适应性的电子产品至关重要，可拉伸电极被广泛应用于人机界面、可穿戴生物电子学、软执行器及其他先进技术领域。液态金属(LM)具有高延展性、高导电性和生物相容性等一系列显著特性，最近的研究已开始探索其作为可拉伸电极导电元件的可行性，为可穿监控设备、纳米发电机、光电子学和储能设备创造了新的机遇。然而，尽管开展了广泛的研究工作，但在线宽小于20um 的可拉伸基底上高精度图案化 LM 仍然具有挑战性，这限制了其实际应用，原因在于其流动性和高表面张力、银或铜纳米粒子相比要低得多。造成这种差异的原因是，高表面张力使LM 难以推入网开口。此外，印刷通常需要额外的后处理来提高导电性(如热处理、超声波烧结)，这就提高了经济和时间成本。基于液态金属(LM)的可拉伸电极被广泛应用于人机界面、可穿戴生物电子学和其他新兴技术领域。然而，由于液态金属的润湿性较差，实现高精度图案化和机械稳定性仍具有挑战性。哈尔滨工业大学田艳红、冯佳运教授团队报告了一种利用电流体动力(EHD)印刷约束模板制造基于LM的多层固液电极(m-SLE)的方法。在这些电极中，LM 在电沉积铜层的选择性润湿作用下自组装到这些高分辨率模板上。这项研究表明，由PDMS/Ag/Cu/EGan 组成的 m-SLE 具有≈20 um 的线宽、≈100% 的可拉伸性、≈10000 次(拉伸/松弛循环)的机械稳定性和可回收性。m-SLE的多层结构实现了应变传感的可调节性，其中对应变敏感的 Ag 部分可用于人体健康监测中的非分布式检测，而对应变不敏感的 EGaln 部分则可用作互连器件。此外，本研究还证明了由 m-SLE 集成的近场通信(NFC)设备和多层显示器具有稳定的无线信号传输能力和可拉伸性，这表明它适用于制造高集成度、大规模商用和可回收的可穿电子设备。相关研究以“Microconfined Assembly of High-Resolution and Mechanically Robust EGaIn Liquid Metal Stretchable Electrodes for Wearable Electronic Systems”为题发表在Advanced Science期刊上。Figure 1. Fabrication and structures of m-SLE.Figure 2. EHD printing of Ag pattern and representative m-SLE patterns.Figure 3. Microstructures of m-SLE. SEM images of m-SLE fabrication at different stages.Figure 4. Sensing properties of PDMS-Ag and m-SLE based strain sensor.Figure 5. The wearable m-SLE strain sensors for human health monitoring.总之，作者已经展示了由 EHD 印刷约束模板辅助的高精度图案化LM，用于构建可拉伸m-SLE。所获得的电极兼具高分辨率、出色的机械稳定性和可回收性，可用于制造精确、可靠、可回收的器件。具有多层结构的多功能 m-SLE 各层之间从上到下精确对齐，这可能会扩大多层可拉伸电极的开发工具箱。此外，高精度多层 m-SLE 还具有可调节的应变灵敏度最初制备的银线对应变敏感，适用于生理监测。还证明了由m-SLE 集成的近场通信(NFC)设备和多层显示器具有稳定的无线信号传输能力和可拉伸性，这表明它们适用于制造高度集成、大规模商用和可回收的可穿戴电子产品。值得注意的是，m-SLE 的制造过程不像其他可拉伸电极那样需要使用有毒的方法和化学物质，这使得 m-SLE 能够进一步应用于体内生物电子学，如组织工程技术。进一步调整 m-SLEs 的基底类型、线宽、中尺度图案或其他属性，可能会为新兴柔性电子技术带来新的机遇。Microconfined Assembly of High-Resolution and Mechanically Robust EGaIn Liquid Metal Stretchable Electrodes for Wearable Electronic Systemshttps://doi.org/10.1002/advs.202402818*本文来源：作者团队，感谢作者团队对本公众号的大力支持！如有侵权，请联系删除，如有冒犯之处敬请见谅!
