研究背景：

随着第四次工业革命与物联网技术的深度融合，柔性电子与光电子器件正朝着多功能集成、高灵敏度和低功耗方向加速演进，在可穿戴传感、能量收集和智能系统中展现出变革性潜力。然而，传统的硅基材料在原子尺度下的机械脆性与性能衰减瓶颈，严重制约了其在柔性器件中的大规模应用。范德华材料凭借原子级厚度、优异的机械柔韧性以及可调控的能带结构，为下一代柔性技术提供了理想平台。尽管现有研究已广泛探索了应变对范德华材料物理性质的调制作用，但应变施加策略、物性调控机制与器件级性能提升之间的复杂关系仍缺乏系统性整合，制约了高性能柔性系统的理性设计。如何建立从"应变工程技术-物理性质调控-器件性能"的完整框架，并探索其在多模态传感存算一体化架构中的应用潜力，是当前亟待解决的核心挑战。

亮点Highlights：

文章构建了"应变方法-物性调控-器件应用"三位一体的系统性框架。首先，系统总结了单轴、双轴以及局域应变的策略；其次，阐明了应变诱发的晶格对称性破缺、能带重构、相变演化及对电学/光学性质的调制，实现了带隙连续可调、载流子有效质量降低与响应速度提升；最后，展示了应变工程在范德华材料多维度柔性传感器、高迁移率晶体管到忆阻器、智能光电器件性能提升的作用。文章前瞻性指出晶圆级生长、无损转移与应变传递效率等挑战，并给出ALD原子层沉积、水辅助沉积、多功能集成等解决方案，为构筑多模态感知的感算一体平台描绘完整技术路线。

文章解读：

文章结合当前对高性能柔性电子与柔性光电子器件的需求以及多维度智能感知系统的发展趋势，聚焦应变工程这一精准调控晶格与能带结构的有效手段，系统阐明其对范德华材料电学、光学及力电耦合性质的调制机制，并构建从基础物性到智能传感器、忆阻器、光电探测器等柔性集成器件的完整应用框架，最后展望了应变工程调控的范德华材料柔性电子器件应用于在AI时代多维度智能感知系统中面临的挑战与未来机遇。

首先，该综述系统性地构建了范德华材料应变施加的完整技术框架，将其划分为单轴、双轴和局域应变三类，并深入分析了每种策略的原理、优势与局限性。单轴应变通过拉伸或弯曲柔性基底实现，是实验室最广泛采用的方案。双轴应变更具实际应用价值，因其能保持晶体对称性并模拟真实环境中的多向形变,技术路径呈现多样化，包括压电衬底，压力鼓泡法，热膨胀失配法，球径工程等。局域应变作为前沿方向，能通过褶皱化或图案化基底产生空间梯度场，可增强应变施加的幅度，更加显著地调控材料的物理性质。

随后，文章还聚焦于应变效应对材料物理特性的调控。应变调控范德华材料物理性质的核心机理在于晶格重构引发的对称性破缺与能带工程。对称性破缺源于应变改变原子键角与排列，破坏晶体对称性。应变还能降低激活能，促进材料在半导体与金属相之间可逆转换。能带工程方面，应变调控能带结构，实现直接-间接带隙相互转换，并通过改变能带曲率调控载流子有效质量，影响器件的电学性能。光学响应紧随能带变化，表现为带隙窄化或展宽，以及光谱位移等。此外，非中心对称结构在应变下呈现压电极化，而载流子浓度同步被调制，压阻效应随之显现。

进一步地，文章对应变调控下的范德华材料功能器件在柔性电子和柔性光电子领域的应用进行了总结，包括柔性传感器、逻辑电路元件以及光电子器件等。柔性传感器方面，在力学传感领域，应变工程激活材料的压电与压阻效应，能将细微的脉搏振动、呼吸节奏或关节运动转换为电信号，实现自供电、快响应的生理监测；针对环境感知，应变通过调制界面电荷势垒与载流子浓度，使湿度传感器检测限大大降低；在气体检测中，应变诱导的晶格畸变暴露更多分子吸附位点，对有害气体的灵敏度提升数倍，支持室温下ppb级精准识别。

更关键的是，这些成果进一步揭示了基于单一材料平台有望同步感知压力、温度与化学刺激的多模态仿生电子皮肤。逻辑电路元件方面，应变能够大幅提升FET的迁移率，还能驱动忆阻器的相变，并已完成实时的手势识别，为智能电子皮肤发展注入了新活力。柔性光电子方面，应变能够提高光电器件的光电转换效率，响应度，快关速度以及LED器件的发光波段。应变工程可实现器件性能的多维度调控，凸显了应变工程在柔性电子与光电子中的强大作用，通过机械形变即可动态掌控器件功能，为集成自供电传感器与可重构皮肤显示器的自适应、多模态可穿戴系统开辟了一条富有前景的技术道路。

读后感：

本文系统回顾了在柔性电子与光电子中，利用应变工程对范德华材料进行能带、电学与光学性能调控的最新进展。作者从三种应变施加方式（单轴、双轴、局域）出发，梳理了应变-性能耦合关系，并展示了柔性传感器、逻辑/存储器件及光电器件的性能提升实例。然而，当前晶圆级材料可控生长、无损转移、界面滑移导致的低应变传递效率、器件功能单一及缺乏标准化测试标准是当前商用化的核心瓶颈。只有将新型异质结构材料、精准且可扩展的应变施加技术、智能器件架构与计算设计框架协同融合，才能充分释放应变可调制的范德华柔性器件的潜能，打造具备多模态智能感知能力的仿生感官系统，引领柔性下一代电子与光电子技术。

基金支持：

本项研究得到了国家重点研发计划项目（2024YFA1409700）、国家自然科学基金（62125404, U24A20285, 62375256, 62174155, 62334007, 12334005, 12304540）、北京市自然科学基金（Z220005）、中国科学院自然科学基金（JCPYJJ-22）、中国科学院基础研究领域青年科学家项目（YSBR-056）的资助。

【文献链接】

Zifeng Mai, Kanghao Zheng, Jiangbin Wu, Kaiyao Xin, Kexin He, Siqi Qiu, Shankun Xu, Yoonsoo Rho, Penghong Ci, Zhongming Wei. Strain engineering in van der Waals materials towards flexible electronics and optoelectronics. Wearable Electronics 2, 306-321 (2025).

https://doi.org/10.1016/j.wees.2025.10.001

期刊介绍:

Wearable Electronics （WE）是一本全方位关注可穿戴电子领域发展的开放获取型学术期刊，期刊刊发文章涵盖可穿戴电子的基础研究和技术应用两个方面，内容涉猎广泛，刊发文章包括但不限于：与可穿戴电子相关的材料（基底材料、金属互联材料、活性层材料、封装材料等）、功能器件（传感与探测器件、通讯器件、存储器件、显示与发光器件、能量转换与存储器件、数据采集与集成电路等）以及与之相关的先进制造技术及理论研究（建模、仿真、制造、集成、封装以及与可穿戴电子产品相关的应用技术等），致力于应对可穿戴电子领域及其核心技术出现的各类全新挑战。

期刊由电子器件、有机无机材料、集成技术等学科领域方向的高水平学术带头人组成国际化一流编委团队,海外编委专家约50%。编委队伍的专家均在相关领域深耕多年，在顶级学术期刊如Science、Nature、Nature系列大子刊，Advanced Materials等上发表论文多篇，在相关学术领域有广泛的影响力和号召力，编委成员H-index均值超过60。

期刊自2024年5月18日创刊以来，不到一年即被Ei Compendex、INSPEC、CAS（美国化学文摘）、EBSCOhost等多个数据库收录。在SD平台的平均单篇阅读量近3000次。

期刊近50%的文章被EurekAlert、 Newswise、 AlphaGalileo等新闻平台报道，受到广泛关注，多篇文章在Twitter、领英等社交媒体的关注度超万次，近40%发表的文章Almetric指数超过40。

主编和编委团队：

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