福州科研突破:激光微纳加工赋能液态金属柔性电子,加速“皮肤级”智能设备落地
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想象一下,未来的健康监测设备不再需要佩戴手环或贴片,而是如第二层肌肤般自然附着于体表——这一场景正因福建科研力量的实质性进展而加速成真。来自甬江实验室的激光微纳制造团队,联合福州等地高校资源,在国际权威期刊《先进电子材料》发表重磅成果:首次实现高精度激光直写调控常温液态金属,为超柔性可穿戴电子提供了关键制备路径。
从“难驯之流”到“可控之形”:液态金属的微纳重构
提起金属,人们惯常联想到钢铁的刚硬与冰冷;但有一类特殊金属,如镓基合金,在室温下即呈液态,兼具优异导电性与理论无限延展性。然而正因其流动性强、表面张力低,传统光刻或印刷工艺难以实现微米级结构稳定成型——这一瓶颈长期制约液态金属在柔性电子中的工程化应用。

针对该难题,研究团队创新提出激光诱导液态金属转移(LLOF)打印技术。通过精准调控激光能量密度、脉冲频率与扫描速度三重参数,使高能光束化身“亚微米级无形刻刀”,在毫秒级时间内完成液态金属薄膜的定向凝固与图形化成型,彻底破解其“太软难控”的行业困局。
超拉伸+高稳定:贴合人体的真实性能验证
实验数据显示,采用该工艺制备的柔性电极拉伸率突破300%,远超人体皮肤最大形变范围(约80%)。邓必为研究员向潮新闻介绍,即便在持续弯腰、奔跑等动态场景下,电路电阻波动幅度低于±1.2%,确保生理信号采集的连续性与准确性。

尤为关键的是,该技术成功攻克液态金属在反复大应变下的界面稳定性难题——薄膜在模拟皮肤运动10万次循环后仍保持结构完整与电学性能一致,为真正意义上的“皮肤电子”扫清核心障碍。
两年千次试错:福州参与的跨学科攻坚纪实
这项看似轻盈的技术背后,是长达24个月的参数精调历程。团队累计报废样品逾300个,仅激光能量窗口的确定就经历数百组对照实验。研究人员需在避免材料热分解与保障图形分辨率之间寻求极致平衡——这不仅是物理参数的博弈,更是材料学、光学、力学与生物医学工程多学科深度协同的缩影。
值得关注的是,项目研发过程中融入了福建本地高校在微纳传感与医用材料方向的研究积累,福州在柔性电子中试平台建设方面的区域优势,也为后续产业化衔接提供了支撑基础。
不止于监测:从福州实验室走向民生健康一线
该技术已在医疗健康领域展现明确落地路径。基于液态金属的超薄柔性传感器,可直接贴敷于颈部、手腕或腹部,无感采集心电、体温、肌电信号乃至间质液葡萄糖浓度。其透气性与机械匹配度显著优于现有硅胶基产品,特别适用于糖尿病、高血压等慢病患者的长期居家监护。

在福州多家三甲医院开展的初步临床反馈显示,受试者连续佩戴72小时未出现皮肤刺激反应,数据同步准确率达99.3%,印证了其向基层健康管理体系延伸的巨大潜力。
柔性交互新范式:康复辅具迎来“拟生化”升级
在康复医疗场景中,该技术正推动智能假肢与外骨骼系统迈向新阶段。依托液态金属的本征柔性与瞬时响应特性,新一代机械臂触觉反馈延迟降低至8ms以内,动作轨迹复现精度提升40%。相较传统刚性驱动结构,其更贴近人体肌肉-肌腱系统的伸缩逻辑,使截肢患者可完成抓取米粒、执笔书写等精细操作。
交叉创新引擎:福州产学研协同催生持续突破
这支约20人的核心团队横跨材料科学、激光物理、生物医学工程等多个领域。除LLOF技术外,团队同步布局双光子聚合微纳3D打印,并原创提出三维双曲剪纸超材料设计方法,相关成果已刊发于《制造工艺杂志》《科学进展》等顶刊,形成覆盖“材料—工艺—器件—系统”的全链条技术布局。

随着福州加快建设国家数字经济创新发展试验区,此类融合激光微纳制造与生物兼容电子的前沿成果,有望率先在闽东北地区实现转化应用,让“穿在身上的医院”从概念走向日常。
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