可用于柔性电子器件的电学自愈合导体

1. 痛点问题

可穿戴电子器件在长期穿戴过程中不可避免地会出现裂纹和分层等结构性损伤，而在生物系统中存在一种生存机制，可以自发地修复意外的伤害。受此启发，自愈合能力已经被广泛地研究并应用在功能器件和系统中以大幅度延长其使用寿命。目前已有报道的自愈合导体普遍在大形变或者遭受极端外力破坏时才能修复电学特性，但是针对日常使用时的微小破损，却往往难以激活自愈合过程。

2. 解决方案

南京大学陆延青教授和孔德圣教授团队研制出一款超敏感电学自修复导体，该导体采用双层的结构设计，由底层作为愈合剂的液态金属颗粒复合物和上层的导电铜膜组成，通过无电镀的方式在液态金属颗粒表面紧密共形地沉积一层连续铜膜作为导体层，使得铜膜和液态金属颗粒之间有强烈的力学耦合。在铜膜产生微裂纹时，微裂纹的尖端应力场瞬间撕碎液态金属颗粒，在裂纹出选择性释放出液态金属，可以愈合极低形变量造成的电学损伤。

3. 竞争优势分析

该团队制备的导体，弥补了领域内的空白，将铜膜的导电性和液态金属微胶囊的修复性进行有机结合，并能弥补铜膜的脆性、以及液态金属微胶囊不导电性等缺点，为提高导体的电学自愈合能力提供新的思路。

该双层自愈合导体在弯曲条件下就可以自发地修复导体层的微裂纹，其对于细微损伤具有超敏感的特征，将自愈合的阈值降低至0.25%的弯曲应变，同时也可以承受超大形变（1200%的拉伸量）所造成的破坏。让导体在遭受各种机械损伤时，仍可以保持稳定的电学性能，即使在撤掉拉伸之后，依旧能恢复到初始电阻值附近。