二维变三维让柔性电子器件“无缝贴合”

传统的可穿戴传感器由于无法顺应人体曲线常常会掉落，令穿戴者尴尬。科学家近日联合研发出可无缝贴合人体的三维柔性电子器件，在生物医学器件、柔性机器人等领域有广泛应用前景。

近年来，柔性传感器、柔性电子电路、柔性射频器件等柔性电子器件，在信息、医疗、国防等领域应用愈加广泛。但此前的柔性电子器件大多基于简单的二维平面设计，变形性较差，不易与人体的立体构造贴合。

来自美国西北大学和中国清华大学的研究团队通过独特的力学设计，制备出可适应复杂人体使用需求的三维多模块电子器件系统。

为了实现平面向立体的转化，科学家首先将特定的平面曲线结构选择性地粘贴在一个拉伸开的弹性基底上，然后松开基底，基底开始收缩，于是平面曲线就“站立起来”，形成了三维螺旋结构导线。这种导线正是三维电子器件中的核心组成，使得器件更容易变形，更适合与人体贴合。

“这种可适用100纳米到10厘米等多尺度的技术，不仅可直接应用于复杂的微纳电子器件设计，而且在柔性机器人、虚拟现实、自主导航系统等领域也有很好的应用前景。”清华大学航天航空学院工程力学系副教授张一慧说。

张一慧介绍，未来的研究还会重点关注三维微电子器件与细胞组织的集成，用于监控和调控细胞组织的生长过程等。