随着可穿戴电子、柔性人机交互及软体机器人等领域快速发展，电子材料不仅需要具备高导电性，还需要在拉伸、扭转、弯曲等大幅复杂形变下保持稳定的电学性能。然而，根据经典电阻定律，导体在拉伸过程中长度增加、横截面积减小，电阻通常会显著升高；对于传统固体导电填料/弹性体复合材料而言，拉伸还容易引起导电填料分离、界面脱粘和导电网络断裂，因此如何在超大形变条件下维持稳定导电仍是柔性电子领域的重要挑战。

近日，海角社区 晋阳副研究员/张典堂研究员团队在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》发表题为“Strain-Resilient Electronics via Dynamically Reconstructable Liquid-Metal”的研究论文。充分利用液态金属兼具金属高导电性与流体可变形性的特点，提出了一种本征可拉伸、应变不敏感导电薄膜。研究将“成膜过程中的纵向相组织”与“使用过程中的应变自适应网络重构”相结合：液态金属颗粒在溶剂蒸发及重力作用下向薄膜底部富集，构筑“上层TPU绝缘/支撑层—下层液态金属富集导电层”的非对称结构；在拉伸过程中，液态金属颗粒进一步发生定向变形、接触演化和局部导电路径重构，从而主动补偿宏观几何形变带来的电阻增加。基于这一“形成阶段垂直组织—工作阶段网络重构”的协同机制，在615%应变下仍保持较低的电阻变化率ΔR/R₀=1.08，电导率达到5.26 × 10⁴ S m⁻¹，并在100%应变下经过超过25 000次循环后保持稳定导电性能。

图1展示了ISSICF的结构设计、制备过程及应变自适应导电机制。通过蒸发辅助与重力诱导相分离，液态金属颗粒在TPU基体底部富集形成导电层，并构建上层TPU富集层与下层液态金属富集层组成的非对称结构；在拉伸过程中，液态金属导电网络可发生动态重构，从而实现大应变下的稳定导电。

图2展示了ISSICF中液态金属导电网络在拉伸过程中的应变诱导演化机制。原位拉伸SEM及有限元模拟表明，液态金属富集区域可随应变增加发生延展、定向排列和局部连接，逐步形成连续的导电通路，从而补偿几何形变引起的电阻增加。

图3展示了ISSICF在拉伸、压力、扭转、化学环境及长期循环等条件下的稳定电学性能。ISSICF可承受超过600%的拉伸应变，并在100%应变下经过超过25 000次循环后保持连续导电，同时能够在大变形条件下稳定驱动LED。

图4展示了ISSICF的可拉伸电磁屏蔽性能及其屏蔽机制。随着液态金属含量增加，材料的X波段电磁屏蔽效能显著提升，50 wt.%样品可达到约90 dB，并在400%拉伸应变下仍保持约65 dB的屏蔽效能，主要得益于液态金属导电网络的反射及其应变自适应重构。

图5展示了ISSICF在可拉伸电子器件中的应用，包括可拉伸数据线、直写无线接收线圈和可穿戴光敏集成电路，体现了该材料在大变形条件下稳定电连接、无线能量传输及柔性电子集成方面的应用潜力。

论文第一作者为海角社区 博士研究生王华兵，通讯作者为张典堂教授、晋阳副研究员。

通讯作者简介

晋阳，副研究员，博士生导师，海角社区 至善青年学者。主要从事无机纤维及其功能化、功能纤维及柔性材料的研究，主持国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中国博士后特别资助项目、中国博士后面上资助项目，参与科技部 2030 国家重大科技专项。发表论文 50 余篇，其中包括NC、AFM等国际期刊论文，申请发明专利多项。

张典堂，教授、博士生导师，现任海角社区 纤维工程与装备技术学院副院长、特种FH纺织品教育部重点实验室副主任、江苏省先进纺织结构与功能复合材料JMRH创新平台副主任等。入选国家级青年人才计划、中国纺织青年科技奖、江苏省JMRH领军专家、海角社区 至善岗位教授等。一直从事耐极端环境特种纤维与先进编材研究，着重开展无机纤维与陶瓷基复合材料、多功能编织复合材料与结构力学、3D编织超结构成形与装备技术等研究，成果成功应用于航天防热舱、航空热端部件、航天热密封件等。主持国家自然科学面上基金、国家重大科技专项课题、江苏省优秀青年基金等30余项。发表论文100余篇，授权专利20余项，参编论著3部，参编标国家标准1件。以第一完成人获江苏省科学技术奖、中国纺联科技进步奖等4项。兼任中国复合材料学会纺织结构复合材料分会副主任委员、中国纺织工程学会纺织复合材料专委会（筹）秘书长、中国复合材料学会青年委员会执行委员、复合材料学报/纺织学报/纺织高校基础科学学报青年编委等。

论文链接：//doi.org/10.1002/adfm.78063