通过超冷水凝胶的空间控制相变实现的梯度刚度编程电路板用于可伸缩电子集成

由于软电子产品的日益需求，对能够在软基材、可伸缩电气互连和嵌入式刚性微电子芯片之间提供稳健接口的材料架构的需求日益增加。尽管研究人员采用刚性岛结构来解决这一问题，但这种方法仅仅将应力集中从芯片-导体接口转移到基材中的刚性岛-软区域接口。本研究介绍了一种具有高伸展性和稳定性的梯度刚度编程电路板（GS-PCB），它配有表面安装的芯片。该电路板由刚度编程水凝胶基材和激光图案化的液态金属导体组成。水凝胶在刚性岛与软区域之间同时获得了很大的刚度差异和稳健的接口。通过在接口采用梯度刚度结构来实现这些看似矛盾的条件，该结构通过结合具有不同相互作用能量的聚合物和超冷醋酸钠溶液而得以实现。通过将胶体与具有卓越性能的激光图案化液态金属结合，GS-PCB表现出比其他刚性岛研究更高的电机械稳定性。为了强调这种方法的实用性，制造了一个能够通过直接物理接触成功区分物体的指尖传感器设备，展示了其在各种机械扰动下的稳定性。