近年来，柔性电子技术逐渐从实验室转向实际应用，体现在可穿戴传感器、食品包装、软体机器人及医疗设备等领域。这些应用对电子器件提出了严苛要求，强调器件不仅需具备柔韧性，还要能够精确贴合各种复杂和可变形表面。然而，传统的柔性电子制造技术仍然依赖于固体基底，尽管旋涂、沉积和打印等工艺已经相对成熟，基底的表面粗糙度、界面黏附性及接触线钉扎等因素，仍会对薄膜的均匀性及后续转移过程产生重大影响。对于柔软、超薄且易变形的聚合物薄膜来说，如何实现均匀成膜、精准图案化以及向复杂曲面稳定转移，仍是一项严峻挑战。
为应对此挑战，美国弗吉尼亚大学的许宝星教授团队提出了一种创新的双层液面打印技术（Double-Layer Liquid-Surface Printing）。该团队通过构建两种互不相溶的液体形成双层液体基底，调控上层液体的厚度及界面条件，从而有效控制聚合物墨水液滴在液面上的铺展。这一方法不仅为薄膜的形成提供了平整、低摩擦的制造环境，还显著降低了从制造界面剥离和转移的难度。基于此项技术，研究团队成功制备了导电聚合物薄膜及柔性射频识别（RFID）器件，并探索了其在复杂曲面贴附及食品新鲜度监测中的应用潜力。该研究成果已以“Double-Layer Liquid-Surface Printing of Soft Films for Flexible Electronics”为题，发表于最新一期《Science Advances》期刊，Mengtian Yin与Ziyu Chen为共同第一作者，Baoxing Xu教授为通讯作者。此外，该研究还被该期刊选为Featured Image，获得重点展示。
双层液面技术在液滴铺展控制方面表现出显著优势。在传统的单层液体表面，液滴的铺展主要依赖于材料本身的界面能和润湿特性，一旦材料体系确立，铺展范围的独立调节难以实现。然而，研究团队引入第二层不互溶液体，发现上层液体的有限厚度能够对液滴铺展施加额外几何约束，使其不再受限于润湿条件，而是能够通过液体结构本身实现机械调控。通过调节上层液体厚度，团队实现了两种典型的制造模式：在可控非铺展模式下，墨水能够保持特定的形态，用于构建点、线及曲线等结构；而在可控铺展模式下，液滴可形成连续薄膜，其最终尺寸和厚度可以通过液层的几何参数进一步调节。 MK体育
在图案化制造方面，该团队展示了双层液面打印的强大能力，成功实现调用不同几何形状的复杂图案制作，包括圆点、直线、曲线、字母及多转弯结构等。这一方法的显著特点在于能够在同一制造平台上同时控制整体形状、局部结构及薄膜的尺寸。研究还制备了多种不同设计尺寸和布局的RFID电路图案，验证了该策略在复杂柔性电子结构应用中的有效性。相较于传统依赖固体基底的加工方式，液体界面的应用显著降低了接触线钉扎及基底表面缺陷对图案形成过程的干扰，进而为复杂柔性电子器件的几何设计提供了更大的自由度。
在电学性能方面，研究团队对液面打印得到的PEDOT:PSS导电薄膜进行了单轴拉伸及循环加载测试，持续监测其电阻变化，且将其与直接在PDMS固体基底上制备样品的表现进行了对比。结果表明，液面打印薄膜在机械变形过程中能够保持连续的导电网络，并在循环加载后维持稳定的电学响应。这表明，液面制造不仅能够改善薄膜的几何均匀性，也有助于获得适用于柔性器件的稳定电学性能。
最后，研究团队将用液面打印技术制备的RFID电路转移到球面、管状及带有锐角的复杂基底上，并测试器件在不同曲率条件下的电阻与射频响应。实验结果显示，该技术对于实现真正的柔性电子应用具有重要的意义，能够有效应对真实环境中的挑战。综上所述，本研究通过双层液面打印技术，展示了柔性电子制造的创新潜力。研究表明，该技术将在未来的电子器件发展中发挥重要作用。 MK体育
