隨著個性化健康監測、植入式醫療設備和智能人機交互等領域的快速發展，可拉伸電子器件因其能適應復雜形變而備受關注。然而，這類設備通常由柔軟的柔性電路和硬質的硅基芯片通過導電膠粘接而成，不同材料之間巨大的機械性能差異，使得器件在拉伸或彎曲時極易在界面處發生分離，導致連接失效。這已成為制約可拉伸電子可靠性的核心瓶頸。
近日，安徽大學化學化工學院宣俊/陳松團隊在可見光增強膠黏劑的前期研究基礎（Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 202504765）上，帶來了一項創新性的解決方案。他們從分子層面入手，設計出一種基于腙光開關結構的“智能”彈性體膠黏劑。只需用特定可見光照射，就能在不改變彈性體材料本體柔韌性的前提下，精準增強粘接界面的強度，從根源上解決了界面失效問題。
2026年2月16日，該工作以“Visible-Light-Enhanced Elastomeric Adhesives via Confined Hydrazone Isomerization for Durable Stretchable Hybrid Electronics”為題發表在《Advanced Functional Materials》上。論文作者包括安徽大學研究生劉傳繼、徐從倫、劉夢如以及華南理工大學劉嵐教授，通訊作者為安徽大學化工學院宣俊教授和陳松副教授。
該設計的精妙之處在于分子層面的精準調控。首先，團隊在腙的頂部引入丙烯酸酯結構方便后續聚合；然后，團隊在腙分子末端引入柔性長鏈烷烴，像為分子裝上了一根靈活的“尾巴”，降低了分子自身的剛性；此后，他們利用腙單元獨特的光響應特性：在420 納米可見光照射下，腙會發生Z→E的構型轉變。這一微小變化如同觸發了“分子體操”，原本存在于分子內部的氫鍵被打斷，并迅速與相鄰分子形成更強的分子間氫鍵；最后，更獨特的地方在于，該光致異構化僅發生在膠黏劑與基材接觸的界面區域（約30-50微米厚的薄層內）。相當于在不改變膠黏劑本體“柔軟筋骨”（高能量耗散能力）的前提下，只在最需要強度的“粘接面”進行了一次“外層加固”。這與傳統光固化方法往往導致材料整體變脆、過硬的做法截然不同。
實驗結果也充分驗證了這一設計的有效性。經10分鐘光照處理后，該膠黏劑對玻璃、PMMA、PET、PP等多種常見基材的粘附韌性均獲得顯著提升，展現出廣泛的適用性。基于此，團隊成功制備了具有“島-橋”結構的可拉伸混合電子器件。測試顯示，得益于膠黏劑本體優異的可拉伸性和界面處顯著增強的粘附力，即便在高達1500%的極端拉伸應變下，器件依然能保持完整的結構和穩定的電學性能。更令人印象深刻的是，在200%應變的反復拉伸測試中，它能夠穩定運行超過10000次，展現出卓越的耐久性。
這種自粘性基底能與各種曲面緊密貼合，隨形同步形變。其創紀錄的粘附韌性（約3000 N m-1）與優異的可拉伸性相結合，為解決柔性電子領域長期存在的機械不匹配問題提供了全新思路。“我們的工作不僅開發了首款專為可拉伸電子設計的可見光增強彈性體膠黏劑，更重要的是，為腙光開關在先進混合電子系統中的應用建立了新范式。”研究人員表示，這為未來開發更復雜、更可靠的軟體可拉伸電子設備鋪平了道路。
圖1. (a) 以往報道的光增強型膠黏劑策略。(b) 本工作中基于腙的光增強型彈性體膠黏劑的設計理念。(c) 在420 nm藍色LED燈下不同照射時間后(Z)-HBA的紫外-可見光吸收光譜（在DCM中，10-4 mol L-1）。(d) 在420 nm藍色LED燈下不同照射時間后(Z)-HBA的1H核磁共振波譜（在CDCl3中，10-2 mol L-1）。
圖2: (a) 自由基本體共聚反應及光響應性的示意圖。(b) 基于不同單體比例的共聚物的應力-應變曲線，插圖為3:11:1彈性體的照片。(c) 基于不同單體比例的共聚物的差示掃描量熱（DSC）曲線。(d) 不同單體比例的彈性體的彈性模量（實心點，G''''）和粘性模量（空心點，G''''''''）的頻率依賴性。(e) 在420 nm藍色LED燈下不同輻照時間后，彈性體（3:11:1，在二氯甲烷中，10-3 mol L-1）的紫外-可見光吸收光譜。(f) 彈性體（3:11:1）在420 nm光輻照前后的傅里葉變換紅外光譜（FTIR）光譜。(g) 基于(Z)-HBA和(E)-HBA的共聚物（3:11:1）的差示掃描量熱曲線。
圖3. (a) 機械拉伸前后，彈性體薄膜在原始狀態與輻照狀態下的照片。(b) 光異構化深度隨輻照時間的變化關系；插圖展示了輻照540分鐘后彈性體表面的典型掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。(c) 利用原子力顯微鏡（AFM）測得的原始彈性體表面與光輻照后彈性體表面的楊氏模量分布圖。(d) 基于(Z)-和(E)-HBA的彈性體的分子動力學（MD）模擬所得的平衡構型及相互作用能。
圖4. (a) 通過在粘合界面照射420 nm以增強粘附力的示意圖。(b) 彈性體對各類基材的粘附情況。(c) 3:11:1彈性體在PET基材上的T型剝離力隨位移的變化關系。 (d-f) 在不同照射時間與單體投料比例下，彈性體在PET基材上的粘附韌性數據。 (g) 90°剝離測試裝置的照片與示意圖，以及安裝在剛性基材（如玻璃）上用于粘附力測量的樣品。(h) 3:11:1彈性體在多種基材上照射10分鐘前后的粘附韌性對比（PP：聚丙烯；PI：聚酰亞胺；PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯；GS：玻璃片）。(i) 玻璃片上經照射后的彈性體照片，顯示出其具有高能量耗散和強韌的界面粘合特性。(j) 本膠黏劑與先前報道的彈性體膠黏劑在粘附韌性與拉伸性方面的對比。
圖5. (a) 以3:11:1彈性體作為粘合基底、具備島橋結構的集成LED可拉伸混合器件的分解示意圖。(b) 可拉伸混合器件的制備工藝流程。(c) 器件拉伸前后的實拍照片，以及在100%應變條件下，帶有剛性島和不帶剛性島的彈性體內部的模擬應變與應力分布情況。(d) 顯示器件在承受1500%應變時未發生電氣故障的光學圖像。(e) 可拉伸混合器件在各類曲面上的貼合粘附情況。(f) 在100%和200%應變條件下，LED芯片發射的藍光區域輻照度在連續10000次拉伸-恢復循環過程中的變化情況。(g) 本研究與以往報道的可拉伸混合器件在最大拉伸性能和循環耐久性方面的對比。除非另有說明，所有耐久性數據均在100%應變條件下測得。未集成剛性元件的可拉伸電路不在此次對比范圍內。
原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202530781
