近日，中科院力學研究所柔性結構與器件課題組與美國伊利諾伊大學香檳分校及美國西北大學等學校的科研人員合作，另辟蹊徑地提出了可延展柔性電子器件非屈曲結構設計，即將導線的厚度增大到與寬度同一量級，其延展性大大提高，優化值可達350%，是目前薄膜結構達到的最大值（60%）的近6倍。同時，由于導線厚度的增加，其電阻大大減小，為電子器件提供了良好的電學性能和熱學性能。該成果近日被《先進材料》接收。
可延展柔性電子器件一般由不可變形的功能元器件和可延展結構組成。過去10年中，柔性電子器件可延展結構設計不斷革新，以滿足不同的設計要求。這些可延展結構可分為兩類：一種是自由結構，可自由變形，延展性大，但不可封裝；另一種是粘接結構，變形過程中結構受基體約束，延展性較小（<60%）。這些結構設計均限制了其實際應用。之前相關設計主要為曲線“薄膜”結構，寬度一般在幾十微米，厚度在幾百納米到1～2微米，在整體拉伸變形的情況下，結構發生褶皺變形或側向屈曲。
鑒于其優良的力學、電學和熱學性能，此次科研人員提出的非屈曲結構被應用于三種可延展柔性電子器件的研制中：一是可延展LED陣列。其整體拉伸245%后仍能正常工作，且其厚度增加后電阻減小，生成熱量也大大減小，與厚度為300納米的結構相比，其最高溫度由200多度降低到80度，展示了良好的熱學性能。二是可延展太陽能電池。基于非屈曲結構太陽能電池的變形情況，在整體拉伸應變從0增加到110%的過程中，電池性能穩定不發生變化。三是可用于皮膚電子通訊的可延展柔性天線。
