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西安交大科研团队在抗疲劳金属薄膜导体领域取得新进展
4 天前
柔性电子技术通过可弯曲、可伸缩的电子材料与结构设计，为航空航天、人机交互、生物医疗及清洁能源等领域提供创新解决方案。其核心在于利用先进材料科学、电子工程与纳米技术，实现极端环境下的稳定运行。金属薄膜作为柔性电子的关键导体材料，承担电连接与信号传输功能，但长期面临循环变形引发的疲劳问题——传统纳米晶金属薄膜易因晶粒异常长大和应变局域化导致疲劳裂纹过早萌生与快速扩展，最终引发电阻急剧上升乃至电路失效。尽管合金化与多层化方法可改善抗高周疲劳性能，却往往以牺牲电学延展性和低周疲劳寿命为代价，难以实现协同优化，成为柔性电子工程应用的核心障碍。西安交通大学金属材料强度全国重点实验室孙军院士团队提出“共格梯度纳米层状结构”设计策略，通过构筑兼具原子级共格界面与逐层梯度过渡特征的金属多层膜，协同抑制疲劳裂纹萌生与扩展，为柔性导体长效服役提供新方案。该设计具备普适性，可拓展至金、铜、铝等金属体系，且与现有微加工技术高度兼容，展现出产业化潜力。团队进一步制备可植入生物电极、柔性发光显示器与柔性互连电路三类原型器件，验证了其在医疗健康、人机交互与智能传感等领域的应用可行性，为突破柔性电子长期可靠性瓶颈提供切实路径。
