可拉伸电子器件在可穿戴电子设备、皮肤电子设备、软体机器人和生物电子设备等多种场景下得到了广泛的应用。传统使用弹性体薄膜制造的可拉伸电子器件表现出缺乏渗透性的特点，这不仅妨碍了佩戴的舒适性，长期佩戴会产生皮肤炎症，而且限制了可拉伸电子器件的先进功能。
近期，香港理工大学的Zhijun Ma等人在Nature Materials期刊上发表了名为“permeable superelastic liquid-metal fibre mat enables biocompatible and monolithic stretchable electronics”的研究，报道了一种可拉伸的导体，它是通过将液态金属涂覆或印刷到静电纺丝弹性纤维垫上制造而成的。这种可拉伸导体被称为LMFM(液态金属纤维垫)。悬挂在弹性纤维间的液态金属组织呈现横向网状和纵向扣合的结构，它同时具有高渗透性、可拉伸性、导电性和电稳定性。并且，液态金属纤维垫还表现出良好的生物相容性和智能适应性，可承受1800%以上的全向拉伸。
如图所示，LMFMs通过三个简单步骤制备:1)静电纺丝制备超弹性纤维垫 2)在可拉伸垫上涂覆液态金属 3)通过预拉伸激活渗透性。实验选择聚苯乙烯-块状丁二烯-块状苯乙烯(SBS)和共晶镓铟合金(EGaIn)作为弹性体和液态金属，用一个320µm厚的SBS衬垫和0.8mg每平方厘米质量载荷的EGaIn制成LMFM样品。为了激活渗透性，将基材反复拉伸至1800%的应变，闪亮的表面变得暗淡，平面的EGaIn变成了挂在SBS微纤维之间的网状多孔结构。
通过重复电纺和印刷工艺，该团队制造出垂直堆叠的多层电路，并将其整合到一个整体的弹性垫子中，即使在高达2mm的大厚度下也能保持高渗透性。单体弹性的透气性和透湿性与商用尼龙布相近，满足人体的不透汗性。等离子体处理后，单体弹性垫也变得具有很高的透液性。
DOI: 10.1038/s41563-020-00902-3
来源：华中科技大学先进功能纤维研究中心
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