哈爾濱工業(yè)大學（深圳）馬星教授聯(lián)合中科院深圳先進技術(shù)研究院劉志遠研究員，提出了一種通過將鎵基液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)并通過塑性變形制備復雜3D結(jié)構(gòu)柔性導體的方法。作者基于金屬材料的合金化及相關(guān)理論，著重考量材料的相變溫度、機械強度和塑性加工性能，篩選出Ga-10In作為3D柔性電子制備的基礎(chǔ)材料。固體Ga-10In的高塑性特點允許通過機械彎曲、纏繞等方式制備復雜3D結(jié)構(gòu)導體，在熔點以下溫度將3D導體與功能芯片連接并使用硅膠封裝后，熔點以上溫度加熱(>22.7 °C)便可使Ga-10In熔化并恢復其流動性。此外由于過冷效應，Ga-10In導體可以在低于熔點的一定的溫度范圍內(nèi)保持液態(tài)，保證了柔性電子器件的服役溫度區(qū)間。為證明該方案的實用性，作者設(shè)計了具有超高靈敏度的3D應變傳感器、由3D跳線導體構(gòu)成的二極管 (LED) 陣列以及由3D螺旋結(jié)構(gòu)的可穿戴傳感器和多層柔性電路板組成的手指動作監(jiān)測裝置。相關(guān)工作以“Three-dimensional flexible electronics using solidified liquid metal with regulated plasticity"為題發(fā)表于電子領(lǐng)域期刊《Nature Electronics》，2019級博士生李國強同學為該論文第一作者。

在本項研究中，由摩方精密25 μm精度的nanoArch® P150設(shè)備3D打印的高精度模具，為制備2D應變傳感電路和3D拱形跳線提供了精密支持。