三維（3D）電子器件憑借其優化的空間配置、優異的曲面適應性和高集成密度等優勢，突破了傳統平面結構的局限，為健康監測、無線供能和人機交互等前沿領域提供了革命性解決方案。然而現有曲面電子制造技術面臨顯著挑戰：非接觸式紡絲、噴涂沉積、液膜轉移、自適應3D打印等工藝在制造三維曲面電極時普遍存在電學性能不穩定、圖案分辨率不足、工藝兼容性有限等瓶頸問題。
針對這一技術困局，北京科技大學王東瑞教授團隊創新性地提出"直寫-轉印（DW&T）"制造策略。研究團隊基于前期利用墨水直寫技術制備高性能二維平面電極的積累（ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 9906?9915；ACS Appl. Nano Mater. 2024, 7, 14898?14905），融合轉移印刷原理，成功突破傳統DIW技術對三維曲面適配性不足的限制。該技術通過在聚四氟乙烯（PTFE）柔性基底上制備高精度平面電極，并巧妙利用水凝膠相變特性與PTFE低表面能特性，實現了電子圖案從二維平面到三維曲面的無損轉移。
實驗數據顯示，這種DW&T技術可精準調控電極形貌參數：電極線寬調控范圍50-400 μm，線高0.07-2.3 μm，最小線間距達20 μm。更值得關注的是，該技術展現出普適性優勢，在貝殼表面復雜紋理、隱形眼鏡曲面、人體皮膚等復雜3D基底上均實現了高精度、高強度的保形貼附，同時支持通過水浸處理實現電極的無損回收與循環利用。
圖1 曲面電子制備過程及相應的樣品照片
圖2 圖案的轉移機制及轉移前后圖案的光電性能
圖3 印刷圖案在彎曲、拉伸和回收過程中表現出電阻穩定性
圖5 基于DW&T技術制備的隱形電子皮膚用于收集人體的電生理信號
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202410201
- 北大楊槐/北科大胡威團隊 Nat. Commun.：“見微知著” - 可見光將微米級《道德經》寫入多彩柔性薄膜 2024-12-03
- 華南理工彭新文教授課題組 Adv. Funct. Mater.：以納米纖維素復合材料制作3D打印漿料并垂直打印高分辨率微型結構 2024-01-17
- 香港大學王立秋、侯儀、袁帥/香港城市大學陳家宏團隊《Adv. Mater.》：光子晶體集成光電器件用于超痕量分析物高分辨率檢測 2022-12-10
- 西北大學魏洪秋副教授、于游教授團隊 AFM：面向可定制化智能軟設備的多功能、可打印聚氨酯材料 2025-04-15
- 東華大學王宏志、李克睿團隊 AFM：低成本、無封裝的電致變色調光膜-實現可定制化加工和維修 2023-12-15
- 浙工大徐立新/葉會見課題組 Macromolecules：通過鏈形態設計高效制備高性能可回收膠粘劑 2026-03-01
- 江蘇大學張侃教授團隊 Angew：基于雙重動態共價鍵構筑可回收、耐高溫且本征阻燃型生物基聚苯并噁嗪類玻璃體 2026-02-25
