不同元件和材料之间的界面结合强度较低，是当前可拉伸电子设备稳定性较差、难以商品化的一个重要原因。在近期发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）的综述文章中，新加坡南洋理工大学陈晓东教授等总结了提高可拉伸电子设备中界面结合强度的方法，包括以共价连接替代非共价黏附、使用物理互锁结构等手段。

提高可拉伸电子设备中界面结合强度的方法。如：以共价连接替代非共价连接、使用物理互锁结构。

其中，共价连接方法主要包含两种策略：

表面生长策略利用单体/预聚体在表界面的反应，直接将另一元件的材料接枝到基础元件表面，尤其适用于凝胶等通过聚合成型的材料和器件；

界面连接策略则通过两种元件材料表面的活性基团互相反应，形成稳固的共价连接，适用于已成型元件、微纳级材料之间互相结合。

共价连接增强界面结合强度的两种主要策略：表面生长，界面连接

物理互锁方法同样包含两种主要策略，并对应于不同尺度：

分子尺度的分子互穿。柔性电子体系常以多种高分子材料作为功能主体，因此，使不同材料间的高分子链互穿缠结，可以显著提高柔性电子元件间的界面结合力。

微纳乃至宏观尺度的机械互锁。对于金属和碳材料等不具备分子链结构的功能材料和元件，可以通过微纳结构设计实现元件间的机械互锁结合，利用增大接触面积和摩擦力等物理作用提高界面结合力。

物理互锁结构的两种尺度：分子互穿，机械互锁

在文章最后，作者针对可拉伸电子设备在医疗健康中的应用场景，总结了通过共价键提高“柔性设备-人体”界面结合力的方法。

该综述总结了上述方法各自的优缺点，针对制造柔性电子设备的实际问题探讨了未来的研究和改进方向。作者提出，建立通用、高效、稳定的可拉伸界面连接体系对于柔性设备的商业化至关重要，基于此可以将柔性电子设备模块化，针对需求进行积木式组合，从而实现低成本、高效率的个性化设备生产，是柔性电子产业未来的发展方向之一。

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Enhancing the interfacial binding strength between modular stretchable electronic components

https://doi.org/10?.1093/nsr/nwac172

转自：“中国科学杂志社”微信公众号

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