随着个性化健康监测、植入式医疗设备和智能人机交互等领域的快速发展，可拉伸电子器件因其能适应复杂形变而备受关注。然而，这类设备通常由柔软的柔性电路和硬质的硅基芯片通过导电胶粘接而成，不同材料之间巨大的机械性能差异，使得器件在拉伸或弯曲时极易在界面处发生分离，导致连接失效。这已成为制约可拉伸电子可靠性的核心瓶颈。
近日，安徽大学化学化工学院宣俊/陈松团队在可见光增强胶黏剂的前期研究基础（Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 202504765）上，带来了一项创新性的解决方案。他们从分子层面入手，设计出一种基于腙光开关结构的“智能”弹性体胶黏剂。只需用特定可见光照射，就能在不改变弹性体材料本体柔韧性的前提下，精准增强粘接界面的强度，从根源上解决了界面失效问题。
2026年2月16日，该工作以“Visible-Light-Enhanced Elastomeric Adhesives via Confined Hydrazone Isomerization for Durable Stretchable Hybrid Electronics”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。论文作者包括安徽大学研究生刘传继、徐从伦、刘梦如以及华南理工大学刘岚教授，通讯作者为安徽大学化工学院宣俊教授和陈松副教授。
该设计的精妙之处在于分子层面的精准调控。首先，团队在腙的顶部引入丙烯酸酯结构方便后续聚合；然后，团队在腙分子末端引入柔性长链烷烃，像为分子装上了一根灵活的“尾巴”，降低了分子自身的刚性；此后，他们利用腙单元独特的光响应特性：在420 纳米可见光照射下，腙会发生Z→E的构型转变。这一微小变化如同触发了“分子体操”，原本存在于分子内部的氢键被打断，并迅速与相邻分子形成更强的分子间氢键；最后，更独特的地方在于，该光致异构化仅发生在胶黏剂与基材接触的界面区域（约30-50微米厚的薄层内）。相当于在不改变胶黏剂本体“柔软筋骨”（高能量耗散能力）的前提下，只在最需要强度的“粘接面”进行了一次“外层加固”。这与传统光固化方法往往导致材料整体变脆、过硬的做法截然不同。
实验结果也充分验证了这一设计的有效性。经10分钟光照处理后，该胶黏剂对玻璃、PMMA、PET、PP等多种常见基材的粘附韧性均获得显著提升，展现出广泛的适用性。基于此，团队成功制备了具有“岛-桥”结构的可拉伸混合电子器件。测试显示，得益于胶黏剂本体优异的可拉伸性和界面处显著增强的粘附力，即便在高达1500%的极端拉伸应变下，器件依然能保持完整的结构和稳定的电学性能。更令人印象深刻的是，在200%应变的反复拉伸测试中，它能够稳定运行超过10000次，展现出卓越的耐久性。
这种自粘性基底能与各种曲面紧密贴合，随形同步形变。其创纪录的粘附韧性（约3000 N m-1）与优异的可拉伸性相结合，为解决柔性电子领域长期存在的机械不匹配问题提供了全新思路。“我们的工作不仅开发了首款专为可拉伸电子设计的可见光增强弹性体胶黏剂，更重要的是，为腙光开关在先进混合电子系统中的应用建立了新范式。”研究人员表示，这为未来开发更复杂、更可靠的软体可拉伸电子设备铺平了道路。
图1. (a) 以往报道的光增强型胶黏剂策略。(b) 本工作中基于腙的光增强型弹性体胶黏剂的设计理念。(c) 在420 nm蓝色LED灯下不同照射时间后(Z)-HBA的紫外-可见光吸收光谱（在DCM中，10-4 mol L-1）。(d) 在420 nm蓝色LED灯下不同照射时间后(Z)-HBA的1H核磁共振波谱（在CDCl3中，10-2 mol L-1）。
图2: (a) 自由基本体共聚反应及光响应性的示意图。(b) 基于不同单体比例的共聚物的应力-应变曲线，插图为3:11:1弹性体的照片。(c) 基于不同单体比例的共聚物的差示扫描量热（DSC）曲线。(d) 不同单体比例的弹性体的弹性模量（实心点，G''''）和粘性模量（空心点，G''''''''）的频率依赖性。(e) 在420 nm蓝色LED灯下不同辐照时间后，弹性体（3:11:1，在二氯甲烷中，10-3 mol L-1）的紫外-可见光吸收光谱。(f) 弹性体（3:11:1）在420 nm光辐照前后的傅里叶变换红外光谱（FTIR）光谱。(g) 基于(Z)-HBA和(E)-HBA的共聚物（3:11:1）的差示扫描量热曲线。
图3. (a) 机械拉伸前后，弹性体薄膜在原始状态与辐照状态下的照片。(b) 光异构化深度随辐照时间的变化关系；插图展示了辐照540分钟后弹性体表面的典型扫描电子显微镜（SEM）图像。(c) 利用原子力显微镜（AFM）测得的原始弹性体表面与光辐照后弹性体表面的杨氏模量分布图。(d) 基于(Z)-和(E)-HBA的弹性体的分子动力学（MD）模拟所得的平衡构型及相互作用能。
图4. (a) 通过在粘合界面照射420 nm以增强粘附力的示意图。(b) 弹性体对各类基材的粘附情况。(c) 3:11:1弹性体在PET基材上的T型剥离力随位移的变化关系。 (d-f) 在不同照射时间与单体投料比例下，弹性体在PET基材上的粘附韧性数据。 (g) 90°剥离测试装置的照片与示意图，以及安装在刚性基材（如玻璃）上用于粘附力测量的样品。(h) 3:11:1弹性体在多种基材上照射10分钟前后的粘附韧性对比（PP：聚丙烯；PI：聚酰亚胺；PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯；GS：玻璃片）。(i) 玻璃片上经照射后的弹性体照片，显示出其具有高能量耗散和强韧的界面粘合特性。(j) 本胶黏剂与先前报道的弹性体胶黏剂在粘附韧性与拉伸性方面的对比。
图5. (a) 以3:11:1弹性体作为粘合基底、具备岛桥结构的集成LED可拉伸混合器件的分解示意图。(b) 可拉伸混合器件的制备工艺流程。(c) 器件拉伸前后的实拍照片，以及在100%应变条件下，带有刚性岛和不带刚性岛的弹性体内部的模拟应变与应力分布情况。(d) 显示器件在承受1500%应变时未发生电气故障的光学图像。(e) 可拉伸混合器件在各类曲面上的贴合粘附情况。(f) 在100%和200%应变条件下，LED芯片发射的蓝光区域辐照度在连续10000次拉伸-恢复循环过程中的变化情况。(g) 本研究与以往报道的可拉伸混合器件在最大拉伸性能和循环耐久性方面的对比。除非另有说明，所有耐久性数据均在100%应变条件下测得。未集成刚性元件的可拉伸电路不在此次对比范围内。
原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202530781
