中國科學院理化技術研究所牽頭的研究團隊在柔性電子制造領域取得重大突破，其研發的兩項創新技術為行業高性能化、綠色化及規模化應用開辟了新路徑。相關成果已發表于國際頂級學術期刊《自然-通訊》和《自然-電子學》，標志著我國在液態金屬柔性電子領域達到國際領先水平。
針對傳統柔性電子制造中材料損耗大、精度受限的難題，團隊開發出無損刻蝕圖案化技術。該技術通過乙醇環境調控液態金屬與基底的界面相互作用，結合微米級針尖機械剝離工藝，實現了5微米級高精度電路制備。實驗數據顯示，該技術可在PDMS、紙張、生物組織等8類基底上應用，材料回收損耗率僅2.67%-3.35%，經50次重復刻蝕仍保持零損耗特性。更引人注目的是，制備的柔性電路具備1000%拉伸變形能力，已成功用于人體體表及體內生理電信號長期監測系統。
在三維曲面電子器件制造方面，團隊提出的形狀自適應共形電子技術攻克了行業長期存在的適配難題。通過熱塑性薄膜基底與半液態金屬Cu-EGaIn（導電性達9.5×10? S/m）的選擇性粘附圖案化工藝，結合有限元仿真優化設計，實現了平面電路向任意曲面的高效轉化。該技術無需復雜預處理即可在球體、水果、人體皮膚等不同尺度表面穩定貼合，其剝離強度較商用膠帶提升3倍以上。目前，該技術已應用于航空航天除冰系統、智能醫療繃帶及工業設備智能化改造等領域。
兩項技術的核心突破均源于半液態金屬材料的創新研發與界面調控機制。研究團隊通過分子動力學模擬與實驗驗證，揭示了液態金屬在乙醇環境中的特殊潤濕行為，為無損制造提供了理論支撐。在三維適配技術中，團隊建立的應力分布模型可精準預測電路變形規律，使復雜曲面電子器件的良品率提升至92%以上。
據介紹，這些成果構建了從基礎材料研發到終端產品應用的全鏈條創新體系。相較于傳統光刻工藝，無損刻蝕技術將制備成本降低60%，能耗減少75%；共形電子技術則使三維器件制造周期從數天縮短至數小時。目前，團隊已與多家醫療機構及航空航天企業建立合作，加速推進技術產業化進程。
業內專家指出，這兩項技術突破解決了柔性電子制造領域的兩大核心痛點，為可穿戴健康監測、植入式醫療器件、智能機器人等戰略新興產業提供了關鍵技術支撐。特別是無損制造技術帶來的材料循環利用模式，將推動電子制造業向環境友好型方向轉型。
