鑽石舞台

摘要：中山大學材料科學與工程學院謝莊課題組總結了微納圖案化凝膠材料及應用於柔性電子、光學、微流等器件的最新進展，重點介紹了如何利用微納圖案化技術實現小型化與高性能器件的製備，強調了凝膠材料微納圖案化結構的發展現狀和器件功能，並對這一領域未來發展方向進行了展望。

關鍵詞：Journal of Polymer Science , 圖案化，凝膠材料，柔性器件，微/納米結構

由液體填充交聯網絡組成的多功能凝膠材料在柔性可穿戴與可植入器件領域備受關注，包括水凝膠、有機水凝膠、離子凝膠和有機凝膠等。與傳統的塑料和橡膠材料相比，凝膠（特別是水凝膠）具有較高的生物相容性、柔韌性、自修復，刺激響應等能力，尤其是凝膠網絡可容納多種導電離子與響應性/生物分子等。近年來在製備基於凝膠材料的柔性微器件取得廣泛進展。對於各種的電子和光學設備，縮小器件尺寸不僅對實現高性能和低功耗是必要的，有利於製備高密度組裝的集成單元，並且眾多光學與流體輸運特性也可通過表面微納結構設計來實現，比如結構色與超疏水表面。

近日，中山大學材料科學與工程學院謝莊課題組受邀綜述了圖案化凝膠柔性器件的最新進展，重點介紹了如何利用微納圖案化技術實現高性能凝膠柔性微器件。文章首先介紹了基於打印和光刻等方式來實現不同的微納米圖案化凝膠單元，可作為傳感與發光器件的微電極，能源與晶體管器件的微電解質，或多種響應性基元。然後文章討論了構築凝膠的表面微結構及其在壓力傳感，液體輸運，界面黏附調控等方面應用。最後總結了通過圖案化手段調控凝膠表面不同區域的特性及印刷微電極，以實現光學、力學、化學等性質的可控編程。最後，本文對這一新興領域的未來發展方向進行了展望，提出可以通過高分子化學與表界面基礎研究提升圖案化精度與不同材料集成，並利用大數據分析指導凝膠圖案化結構與製備技術的優化，加速凝膠基柔性微器件的開發。

相關綜述以「Patterning Meets Gels: Advances in Engineering Functional Gels at Micro/nanoscales for Soft Devices」為題在線發表在Journal of Polymer Science，並將收錄於 「Polymeric hydrogels for flexible electronics」特輯。