三维柔性电子器件可与人体“无缝贴合”

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新华社北京6月27日电(记者彭倩)传统的可穿戴传感器经常因为不符合人体曲线而脱落，这让佩戴者感到尴尬。近年来，科学家们共同开发了能够无缝贴合人体的三维柔性电子设备，在生物医学设备、柔性机器人等领域具有广阔的应用前景。

近年来，柔性电子器件如柔性传感器、柔性电子电路和柔性射频器件已广泛应用于信息、医疗和国防领域。然而，以往的柔性电子器件大多基于简单的二维平面设计，变形能力差，不容易与人体的三维结构相适应。

美国西北大学和中国清华大学的研究团队开发了一种3D多模块电子设备系统，通过独特的机械设计，可以满足复杂的人类使用需求。相关论文最近发表在英国杂志《自然通讯》的在线版上。

为了实现从平面到三维的转变，科学家们首先有选择地将特定的平面曲线结构粘贴在拉伸的弹性基底上，然后松开基底，基底开始收缩，于是平面曲线“竖起”，形成三维螺旋结构线。这种导线是三维电子设备的核心部件，使设备更容易变形，更适合人体。

“这种可应用于100纳米至10厘米的多尺度技术，不仅可以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具有良好的应用前景。”本文作者之一、清华大学航空航天研究所工程力学系副教授张易慧空说。

据张介绍，未来的研究还将集中在三维微电子器件与细胞组织的集成上，这可以用来监测和控制细胞组织的生长过程。