【產(chǎn)通社，1月22日訊】天津大學(xué)（Tianjin University）官網(wǎng)消息，精密測試技術(shù)及儀器全國重點實驗室黃顯、國瑞團(tuán)隊與清華大學(xué)深圳國際研究生院汪鴻章團(tuán)隊合作，提出一種基于液態(tài)金屬電路與熱塑性薄膜的“熱縮制備策略”，讓高性能電子器件從“平面”走向“立體”成為可能，為柔性電子與智能感知領(lǐng)域帶來重要突破。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在國際權(quán)威期刊《自然·電子學(xué)》（《Nature Electronics》）。

一直以來，在不規(guī)則曲面上制造高性能電路是柔性電子領(lǐng)域的難題，傳統(tǒng)的3D打印成本高、速度慢，而常規(guī)的貼附方法又難以應(yīng)對復(fù)雜的凹凸表面。研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地采用常見的熱塑性薄膜為基底，此材料遇熱收縮，可緊密包裹物體。為解決普通金屬在收縮中易斷裂的問題，團(tuán)隊研制出具有高導(dǎo)電性和良好流動性的半液態(tài)金屬材料，并通過自主打印技術(shù)在平面薄膜上“繪制”電路。

更巧妙的是，團(tuán)隊通過仿真技術(shù)預(yù)先計算形變，使得平面電路在約70攝氏度的溫水或熱風(fēng)處理后，能按照預(yù)先設(shè)計的“變形藍(lán)圖”快速自適應(yīng)貼合立體表面，整個過程僅需約5秒。實驗表明，該電路具備優(yōu)異的耐用性，即使經(jīng)過5000次反復(fù)彎折或扭轉(zhuǎn)，其導(dǎo)電性能依然保持穩(wěn)定。

“這項技術(shù)為諸多領(lǐng)域打開了新的應(yīng)用空間。”本研究第一作者蔣成杰博士介紹，在具身智能領(lǐng)域，團(tuán)隊已成功為機(jī)器人手臂、頭部定制了貼合的觸覺傳感器陣列，讓機(jī)器人擁有了靈敏的“電子皮膚”。團(tuán)隊還開發(fā)出一款集成壓力與溫度傳感器的“智能手套”，結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，機(jī)器人通過“摸一摸”識別物體的準(zhǔn)確率高達(dá)97%。這種高效、低成本的觸覺解決方案，有望加速智能機(jī)器人融入日常生活的進(jìn)程。

不僅如此，該技術(shù)的應(yīng)用潛力正向更廣闊的產(chǎn)業(yè)場景延伸。在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可將輕薄的電路貼附于果蔬表面，實時監(jiān)測儲運(yùn)溫濕度，保障新鮮品質(zhì)；在航空航天領(lǐng)域，能為飛機(jī)機(jī)翼定制一體化加熱電路，實現(xiàn)高效除冰；在智慧醫(yī)療領(lǐng)域，可制作指套式脈搏傳感器或智能繃帶，實現(xiàn)舒適精準(zhǔn)的健康監(jiān)測。即便在特氟龍、潮濕木材、粗糙石膏等傳統(tǒng)粘膠難以貼附的表面，該電路也能緊密貼合，展現(xiàn)出強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)性。

本研究第一作者為天津大學(xué)精密測試技術(shù)及儀器全國重點實驗室和天津大學(xué)感知科學(xué)與工程系的蔣成杰博士。感知科學(xué)與工程系成立于2024年，響應(yīng)“在發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力上勇爭先、善作為”重要要求，肩負(fù)建設(shè)我國首個“智能感知工程”專業(yè)的使命。目前，該系已構(gòu)建涵蓋智慧城市、智能傳感器微納加工、具身智能及科學(xué)儀器在內(nèi)的系列智能感知工場，積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化，助力天津與全國智能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。查詢進(jìn)一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.tju.edu.cn，以及https://www.nature.com/articles/s41928-025-01528-6。（Robin Zhang，張底剪報）    （完）