大连理工《Science Advances》发表颠覆性成果：肥皂泡也能转印柔性电子？

想象一下，用一团肥皂泡就能把比头发丝还薄一百倍的超薄柔性电子器件，完好无损地贴到蚕宝宝身上、塞进颅腔里、甚至包裹住一颗水滴——这不是科幻电影，而是刚刚发表在《科学进展》（Science Advances）上的真实技术。

2026年9月2日，大连理工大学刘军山研究员、吴梦希教授团队在国际权威期刊《Science Advances》发表题为“利用泡沫流变学实现柔性电子的自适应转印（Self-adaptive and configurable transfer printing of flexible electronics via rheology of liquid foam）”的研究论文，该成果被期刊遴选为 Featured 精选论文，于官网首页重点推介。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aee2721

柔性电子器件凭借轻薄柔软、可共形贴合等突出特性，在可穿戴健康设备、植入式生物电子、新型光电器件等前沿领域展现出巨大应用潜力。现阶段，微米‑纳米级超薄柔性电子器件大多依托平面光刻工艺在硬质基底上完成制备。然而，如何将制备完成的超薄器件完整、无损、共形地转印至各类目标表面，一直是限制柔性电子落地应用的核心瓶颈。

现有转印技术主要分为固态印章与液态印章两大体系，但二者均存在固有短板：固态印章形变能力有限，难以适配复杂三维曲面，转印过程易引入应力，造成超薄器件不可逆损伤；液态印章受毛细力、表面张力、界面粘附力多重耦合作用，力学平衡脆弱，很难实现大面积、高精度操控。针对这一技术痛点，研究团队提出一种基于泡沫流变特性的柔性电子转印新方法 LiFT。该技术充分利用泡沫可在固态、液态行为之间动态可逆切换的独特性质，融合固态印章与液态印章两者的优势，实现柔性电子器件的自适应三维无损转印。

图1. 基于泡沫印章的柔性电子转印技术。A)泡沫转印工艺流程。B) 在工字梁、仿生皮肤等兼具凸面、凹面和复杂曲面的物体上实现柔性电子器件的高共性、无损伤转印。C)在软体动物——蚕表面实现柔性电子器件的转印。D) 在冷凝管等半封闭物体的内表面实现柔性电子器件的转印。

泡沫具备独特的“刚柔并济”的力学响应：内部由大量多边形气泡构成，属于典型软凝聚态物质；随剪切应力变化，可在弹性固体、塑性固体、流动流体三种状态之间切换。依靠弹性效应，泡沫可平稳支撑超薄柔性电子，规避褶皱缺陷；借助塑性变形，实现极低应力下的曲面共形贴合；利用流体输运能力，携带器件进入受限、半封闭空间，为复杂对象的器件集成提供全新路径。该转印技术完整流程为：先通过微纳加工制备柔性电子器件，去除牺牲层后将器件释放至水溶液；再生成泡沫，将器件拾取并搭载于泡沫印章之上；依托泡沫多态流变特性，可分别面向非平面复杂曲面、脆弱易损对象、半封闭内腔三大类场景完成器件转印。团队在工字梁结构、仿生皮肤曲面、活体蚕体表面、液滴、冷凝管内壁等多种模型上完成原理验证，实现器件无损伤、高贴合度的集成。

图2. 泡沫印章“动静兼得”的独特力学特性。A) 泡沫的内部结构包含大量的多边形气泡，是一种典型的软凝聚态物质。B) 泡沫的力学性质随剪切应力的变化在弹性固体、塑性固体和流体间切换。C）利用泡沫的弹性，实现柔性电子器件的无褶皱支撑。D）利用泡沫的塑性变形，在极低的应力下实现曲面的共形。E）利用泡沫的动态流动性，实现柔性电子器件的输运。

泡沫呈现类固体的弹性与塑性行为，既可以稳定托举超薄柔性电子，避免器件褶皱、断裂；又可依靠气泡网络重构实现低应力形变，紧密贴合各类不规则三维曲面，解决传统转印共形能力不足、应力损伤器件的问题。当剪切应力提升至约 10 Pa 量级时，泡沫表现出流体的流动特性，能够携带柔性电子器件进入冷凝管、颅腔等半封闭腔体内部，完成器件在内壁的转印作业，突破传统技术仅能处理物体外表面的局限。同时，整套转印流程无需额外加压，泡沫材料生物相容性好、易于清洗去除，可在蚕、植物花蕊、液滴等极易受损的脆弱对象表面完成器件集成，拓展了柔性电子的适用场景边界。

图3. LiFT方法实现的脆弱表面转印打印。A) 蛇形网格完美共形地集成到蚕宝宝身上，展示出优异的贴合性。B) 基于柔性电子的温度传感器贴附在蚕宝宝体表。C) 红外相机记录的蚕宝宝体温变化。D) 柔性电子温度传感器与红外相机对蚕宝宝体温测量的对比结果。E) 通过将柔性电子器件转印到液滴上实现的可调谐液体衍射光栅。插图为微结构的放大视图。F) 可调谐周期的工作原理示意图，以及零级和一级衍射光斑的变化机制。G) 液滴光栅的衍射效率曲线。H) 液滴形状变化时衍射光斑的移动情况。

本文的第一作者为大连理工大学优秀博士毕业生胡小光，现已入职南京邮电大学。通讯作者为大连理工大学机械工程学院吴梦希教授与刘军山研究员。本研究的校外合作者包括上海交通大学杨卓青教授、西北工业大学王学文教授、大连医科大学附属第二医院尹剑教授等。研究工作得到了教育部基础学科交叉突破计划、辽宁省兴辽英才计划、大连市科技创新基金以及大连理工大学医工交叉项目的资助。

本团队长期聚焦于柔性电子先进制造工艺的研究，积累了扎实的理论基础与丰富的实验经验。团队近年来在微纳制造与柔性电子领域持续深耕，已在《Science Advances》、《Nature Communications》、《Advanced Materials》等国际权威期刊上发表多项高水平研究成果。本次研究的多学科交叉合作模式，也充分体现了大连理工大学在机械工程、材料科学与生物医学工程协同创新方面的平台优势，为柔性电子从实验室走向实际应用提供了有力的技术与人才支撑。

本文来自“材料科学与工程”公众号，感谢论文作者团队支持。

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