清华大学冯雪Sci. Adv. ：用于三维曲面电子器件的包裹式转印方法

【成果简介】

三维（3D）曲面电子技术在生物医学医疗保健、结构健康监测、宽场成像等方面有着广泛的应用。目前，三维曲面电子器件制备方法可以分为直接法和拼接法。直接法包括3D打印和全息光刻等，直接在三维曲面上进行电子材料图案化。拼接法先剪纸将平面电路图案离散，再拼接实现曲面共形集成。受材料性能、复杂的程序和现有制造技术的覆盖能力的限制，高性能三维曲面电子器件的发展仍然具有挑战性。

清华大学冯雪教授、陈颖副研究员带领团队提出了一种包裹式曲面转印方法，利用花瓣状印章将平面电路通过花瓣包裹目标球体，实现三维曲面电子器件的制造。在一个温和而均匀的压力场的辅助下，花瓣状印章上的预制平面电路被完整地集成到目标表面上，并完全覆盖。包裹的驱动压力由空气压力控制触发的预应变弹性薄膜的应变恢复提供。该策略实现了实现了球形天线、球面LED阵列及球面太阳能电池阵列，说明了其在开发复杂三维曲面电子器件中的可行性。研究成果以Wrap-like transfer printing for three-dimensional curvy electronics为题发表于Sci. Adv. 。清华大学柔性电子技术实验室、浙江清华柔性电子技术研究院陈星也，清华大学航天航空学院2021级博士生简巍为文章的共同第一作者。

【图文导读】

图1.包裹式转印方法基本原理，（A）包裹式转印构思示意图，（B）转印过程中压力变化示意图，（C）利用自主设计的装置实现转印全过程示意图

图2. 利用包裹式转印制备的三维曲面电子器件，（A）球形天线，（B）球形天线方向图，（C）球形LED阵列，（D）球形太阳能电池阵列，（E）球形太阳能电池阵列在不同背景材料下输出随角度变化曲线

论文地址：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi0357

本文参考：https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/106012.htm