柔性電子器件在人體健康檢測、可穿戴設備等生物醫學工程領域應用前景廣泛。然而，在其組裝中，連接不同模組的商用導電膠容易變形、斷裂，介面不穩定性阻礙了相關領域的深入發展。21日，中國科學院深圳先進技術研究院發布最新科研成果：研究人員開發出一種基于雙連續奈米分散網絡的BIND界面，只需要按壓10秒鐘，即可實現柔性電子器件“樂高式”高效穩定組裝。相關成果已發表于《自然》期刊。
“柔性電子器件一般由三類不同模組組裝而成。”論文共同通訊作者之一、深圳先進技術研究院研究員劉志遠介紹，“由于不同模組的形狀參數、材料性質、加工條件不同，往往要先分開制備，再通過商用導電膠組裝在一起，構成不同功能的柔性電子器件。”
商用導電膠的瓶頸卻破壞了柔性電子器件的整體穩定性。“無論單個模組的拉伸性多強，一旦介面處的拉伸性跟不上，那麼整個器件的性能就會受到制約。”論文第一作者、南洋理工大學博士姜穎回憶説，他們曾經把柔性電子器件放在大鼠體內，想長期監測其動態生理信號，但在大鼠跑動的過程中介面斷掉了，“這樣的器件在實際中難以應用。”
研究團隊發現，在特定的制備條件下，基于SEBS嵌段聚合物和黃金奈米顆粒的柔性界面（BIND界面），能夠作為柔性模組間的介面。就像天然的“魔術貼”一樣，將不同功能的柔性感測器穩定地黏合在一起，實現模組間的高效連接。
除了柔性傳感模組之外，柔性電子器件還需要一起組裝剛性模組、封裝模組等。研究人員採用OTS修飾等方法將BIND界面制備在硬質模組上，讓硬質模組能夠高效連接另一個有BIND界面的柔性模組。
“這種方法的普適性很強，就像‘拼樂高’一樣，任何帶有BIND介面的模組，只要面對面按壓在一起，就能把柔性電子器件更靈活、高效地組裝在一起。”姜穎説。
數據表明，採用BIND界面的柔性模組介面，其導電拉伸率可達180%、機械拉伸率可達600%，遠高于採用商用導電膠連接的普通介面；對于硬質模組介面，其導電拉伸率達到200%，並能適用于聚酰亞胺、玻璃、金屬等多種硬質材料；對于封裝模組介面，BIND界面能提供的黏附力是傳統柔性封裝的60倍。
“這項研究不僅簡化了柔性醫療器件的使用，也加速了多模態、多功能的柔性醫療器件的研發。”劉志遠説，通過該介面組裝的智能柔性感測器件可用于多個醫療領域，如植入式人機介面、體表健康監測等。
