突破柔性電子制造瓶頸！中科院團隊液態金屬技術實現“無損刻跡”
近日，中國科學院理化技術研究所聯合團隊在液態金屬柔性電子制造領域取得系列重大進展，成功攻克了柔性電子長期面臨的高精度制造損耗大、三維曲面適配難等關鍵瓶頸。相關成果已發表于國際頂級期刊《自然·通訊》和《自然·電子學》。
柔性電子被視為下一代人機交互、智能穿戴與物聯網設備的核心載體，其核心挑戰在于如何在柔軟、可拉伸甚至可植入的基底上，穩定、高效地構建高性能電路。傳統制造方法或依賴光刻、蝕刻等減材工藝，造成大量材料浪費；或采用噴墨打印等增材方式，難以兼顧精度與導電性。
無損刻蝕圖案化技術的原理與優勢
熱收縮方法的通用性驗證
而此次中科院團隊提出的“無損刻蝕圖案化技術”，突破了傳統增材、減材制造工藝的固有瓶頸。該技術通過乙醇環境調控液態金屬與基底的界面粘附作用，結合針尖局部機械力，精準剝離半液態金屬，實現了無材料損耗的電路圖案化制備，分辨率達5μm，且兼容PDMS、紙張、生物組織皮膚等8類剛性與柔性基底。
該技術具有1000%高拉伸性、50次重復刻蝕無損耗、材料回收損耗僅2.67%至3.35%等優勢，已成功應用于體表/體內生理電信號長期監測系統，為柔性電子綠色制造開辟了新路徑。
團隊還提出了形狀自適應共形電子制備技術，攻克了三維曲面電子器件制造難題。團隊以熱塑性薄膜為自適應基底，通過半液態金屬Cu-EGaIn（導電性達9.5×106S m-1）的選擇性粘附圖案化，結合有限元仿真輔助電路設計，實現了平面電路向任意三維曲面的高效轉化。
該技術具有顯著優勢，無需進行復雜的預處理操作，便能夠穩定地貼合于球體、水果、人體皮膚等不同尺寸、不同材質的目標表面。其剝離強度大幅超越商用膠帶，已成功在航空航天共形除冰系統、智能醫療繃帶以及傳統設備的智能化升級等多個場景中得到應用，為“萬物互聯”時代智能器件的低成本制造開辟了全新模式。
該成果有力地推動了液態金屬材料與柔性電子制造技術的理論創新，在可穿戴健康監測、植入式診斷器件、航空航天智能系統等眾多領域均展現出廣闊的應用潛力。
未來，研究團隊將持續深入開展界面調控機制與規模化制造技術的研究工作，加快推動前沿技術向實際產品的轉化進程，為環境可持續型智能柔性電子器件的發展筑牢堅實基礎。
