在聚合物中实现液态金属颗粒的通用低温转移技术，用于晶圆级可拉伸集成电子器件

《Nature Communications》：Universal cryogenic transfer of liquid metal particles in polymers for wafer-scale stretchable integrated electronics

　　

摘要

基于镓的液态金属（LMs）由于其金属导电性和可变形性，成为可拉伸电子产品的理想材料。然而，由于液态金属具有较高的表面张力、流动性以及较差的润湿性，使用它们在各种聚合物上制造大面积的可拉伸集成电子设备仍然面临挑战。目前的技术，如选择性润湿和剥离工艺，在基底兼容性和镓/金属合金化方面存在局限性，这限制了它们在集成电子系统中的应用。为了解决这些问题，我们开发了一种基于高分辨率自上而下光刻技术的工艺，并结合了一种通用的低温转移方法，用于将图案化的液态金属颗粒（LMPs）转移到不同的聚合物基底上。低温环境改变了液态金属颗粒与基底之间的界面结合，从而实现了普遍的转移效果。由此形成的液态金属颗粒嵌入聚合物（LNEP）具有高导电性（约1.71 × 10? S/m）、稳定性，并且在各种聚合物上表现出对拉伸不敏感的性能。该工艺可扩展到大面积制造，克服了现有液态金属图案化技术的局限性。利用这种方法，我们展示了LNEP的应用范围，从贴合皮肤的可穿戴传感器到混合式可拉伸电路以及植入式设备，证明了该方法的通用性。这项技术为可拉伸电子设备在先进应用中的发展开辟了一条可扩展的途径。