具有倾斜互连通道的多层可拉伸电子器件的三维打印

《Nature Communications》：Three-dimensional printing of multilayer stretchable electronics with inclined interconnect accesses

　　

摘要

多层可拉伸电子设备为下一代智能可穿戴设备、软体机器人和人机界面带来了革命性的潜力，但在实现具有良好可拉伸性、稳定性和制造效率的可靠三维（3D）互连方面面临着诸多挑战。本文报道了一种采用增材制造（3D打印）技术制造的多层可拉伸电子设备，其互连结构采用非穿孔的倾斜设计。与广泛采用的采用穿孔垂直互连的减材制造电子设备不同，这种倾斜几何结构的互连方式有效缓解了应力集中，并最小化了泊松效应引起的变形，从而确保了设备在机械和电气性能上的稳定性。此外，3D打印技术还显著提升了设计自由度，并加快了制造流程。结果表明，这种3D打印的多层可拉伸电子设备具有优异的可拉伸性（应变极限为646%）和稳定性（在100%应变下可承受超过11000次循环），超越了以往报道的同类产品。一个无线供电的显示系统在大范围拉伸条件下仍能保持稳定的性能，同时还展示了一个四层贴合式的生理监测系统。