想象一下，一个可以拉伸且耐用的传感器贴片，用于监测因肘部或膝盖受伤而进行康复的患者，或者一种坚固耐用的可穿戴设备，用于在训练期间测量跑步者的心脏活动，以防止生命威胁性的伤害。可穿戴技术的创新常常受到电子电路的限制——这些电路通常由刚性或易损的导电金属制成——用以驱动这些智能设备。

新加坡国立大学（NUS）的研究人员最近发明了一种新型的超柔软、自愈和高导电性材料，适用于可伸缩的电子电路。这一突破性发现可以显著提高可穿戴技术、软性机器人、智能设备等的性能。

这种新开发的材料被称为双层液体-固体导体（BiLiSC），可以在拉伸时保持出色的电导率而不会显著降低。这种电机械性能以前从未实现过，它增强了人体与设备之间的舒适性和有效性，并为其在医疗保健可穿戴设备和其他应用中的使用打开了广阔的机会。

新加坡国立大学健康创新与技术研究所所长、研究团队负责人林翠德教授表示：“我们开发这项技术是为了满足新一代可穿戴、机器人和智能设备对具有稳健性能、功能性且‘不可破坏性’的电路的需求。”林教授及其团队还来自新加坡国立大学设计与工程学院生物医学工程系。

柔软、自愈和导电的“超材料”

BiLiSC是一种非常适合可穿戴设备使用的令人兴奋的技术，它需要考虑到人体的形状和各种动作。

它由两层组成。第一层是自组装的纯液态金属，即使在高应变下也能提供高导电性，降低了电力传输过程中的能量损失和信号传输过程中的信号损失。

第二层是一种含有液态金属微粒的复合材料，可以在断裂后自我修复。当发生裂缝或撕裂时，从微粒中流出的液态金属可以流入间隙，使材料几乎即刻自我修复，保持其高导电性。

为了确保这项创新具有商业可行性，新加坡国立大学团队找到了一种高度可扩展且成本效益高的BiLiSC制造方法。

这一技术突破成果已于2022年11月在《先进材料》杂志上报道。

高性能和多功能性

新加坡国立大学团队证明了BiLiSC可以制成各种可穿戴电子设备的电子元件，如压力传感器、互连器、可穿戴加热器和用于无线通信的可穿戴天线。

在实验室实验中，使用互连器的机器人手臂能够更快地检测和响应微小的压力变化。此外，与采用非BiLiSC材料制造的互连器相比，机器人手臂的弯曲和扭转运动并不妨碍传感器与信号处理单元之间的信号传输。

在成功演示了BiLiSC之后，新加坡国立大学团队现在正在进行材料创新和过程制造工作。他们计划改进BiLiS的版本，使其能够直接进行打印而无需模板。这将降低成本，并提高制造BiLiSC时的精度。