1 作者

李政豪、朱晓阳*、张冕*、孙鹏、王瑞、刘旭、李红珂、张厚超、刘朝红、张凡、黄友奇、胡靓、李涤尘、贺健康、兰红波*

2 机构

山东省增材制造工程技术研究中心（青岛理工大学）；

北京中科纳通电子技术有限公司；

歌尔股份有限公司；

中国建筑材料科学研究院；

北京航空航天大学；

西安交通大学；

3 Citation

Li Z H et al. 2026. Integrated material-process-performance 3D printing of multilayer soft electronics using stretchable conductors. Int. J. Extrem. Manuf. 8 045005.

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https://doi.org/10.1088/2631-7990/ae5be5

1 文章导读

多层软电子通过在垂直方向上堆叠不同功能元件，可在不增加电子器件横向尺寸的同时有效提高器件功能密度及空间分辨率，从而有效满足现代电子系统对高复杂度与多功能集成的迫切需求。然而，实现多功能、多材料异质异构集成的多层可拉伸电子的一体化制造仍面临重要挑战。青岛理工大学兰红波教授与朱晓阳教授团队提出一种“材料-工艺-性能一体化”的3D打印新策略，成功实现了多层软电子器件的快速、高精度、一体化制造。相关成果以“Integrated material-process-performance 3D printing of multilayer soft electronics using stretchable conductors”为题，发表于SCI期刊《极端制造（英文）》（International Journal of Extreme Manufacturing, IJEM）。

2 图文解析

本研究通过开发适配3D打印工艺的新型高性能可拉伸导体材料，并建立与之匹配的多材料3D打印工艺，实现了包含弹性体基底、平面导电线路、介电层、封装层及垂直互连导线的多层可拉伸电子一体化制造（如图1所示）。

图1 多层软电子器件面临的材料-工艺-性能集成制造挑战。

新型可拉伸导体材料采用三维簇状银颗粒作为导电填料，其大比表面积和不规则形状的特性，可有效增强其与弹性体基质之间的界面结合力以及提高填料之间的电学接触面积。由此制备的可拉伸导体在保证高导电性（>30,000 S/cm）的同时，兼具高拉伸性（>200%）与低电学滞后性（循环1000次后滞后性约0.16），打破了传统银基可拉伸导体在导电性、拉伸性和电学滞后性之间的固有矛盾（如图2-3所示）。

图2 可拉伸导体制备。

图3 可拉伸导体性能测试。

基于可拉伸导体的全向打印特性，开发了垂直互联导线（VIA）一体化成型新策略，可实现复杂导电结构的直接成型。

图4 垂直互联导线制造新策略。

3 作者与团队简介

朱晓阳

青岛理工大学

朱晓阳（通讯作者），男，教授，工学博士，博士研究生导师，泰山学者，青岛理工大学教务处副处长，自2011年起深耕微纳增材制造及其电子制造应用领域，致力于通过原创性原理、技术、工艺与装备，为先进电子制造提供变革性方案。以第一/通讯作者在Advanced Materials、Nature Communications等期刊发表论文70余篇，其中封面/ESI热点/高被引论文18篇次，IF>10论文30篇。主持军委装备发展部成果转化项目、国家自然科学基金面上、山东省泰山学者人才计划项目等纵向课题10项，在国内外会议作邀请报告23次。以第一发明人授权中国及美国发明专利22项。参与编写国家标准4项。以第一完成人获山东省自然科学二等奖、青岛市自然科学二等奖、中国发明协会创新奖二等奖、青岛市青年科技奖，第二完成人获日内瓦国际发明展金奖2项。团队成果已在航天八院、兵器集团、中国建材总院等单位的型号产品研制中得到了应用，并在清华大学、歌尔股份等50余家单位应用。两次入选军委装发慧眼行动成果转化，一项引导转化应用（负责人），一项直接转化应用（第二负责人），围绕电子增材制造技术实现专利转化1050万元。以第一完成人获山东省教学成果二等奖，第三完成人获山东省教学成果一等奖。作为第一指导教师，指导学生获“挑战杯”国赛特等奖1项、金奖1项（第2位）、中国国际创新大赛国铜2项及其他省部级以上奖励22项、省优硕/科研成果奖9篇次。主讲课程入选教育部“大国智造”主题案例库、省优质研究生教学案例库及省课程思政示范课程。

兰红波

青岛理工大学

兰红波，二级教授，博士，博士生导师，山东省增材制造工程技术研究中心主任，“前沿增材制造与先进电子制造团队”山东省优秀研究生导学团队主导师。国家有突出贡献中青年专家，入选国家百千万人才工程，国务院政府特殊津贴专家，教育部新世纪优秀人才，山东省泰山学者特聘专家。“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛国赛特等奖指导教师。中国机械工程学会增材制造（3D打印）技术分会常务委员，国际标准化组织（ISO）增材制造（ISO/TC261）标委会委员，全国增材制造标委会（SAC/TC562）委员。长期从事微纳3D打印、电子制造、增材制造、微纳制造等方向研发和工业化应用。在Nature Communications、Advanced Materials、Additive Manufacturing、科学通报、中国科学等发表高水平学术论文102篇（SCI一区和T1）。授权中国、美国、德国等发明专利126项。牵头和和参与制定国家标准12项。获日内瓦国际发明展金奖、山东省技术发明二等奖、山东省自然科学二等奖等奖项8项。美国、日本、瑞典、墨西哥等重要国际学术会议邀请报告28次。

关于期刊

International Journal of Extreme Manufacturing (《极端制造》），简称IJEM，中国机械工程学会极端制造分会会刊，致力于发表极端制造领域相关的高质量最新研究成果。自2019年创刊至今，期刊陆续被SCIE、EI、Scopus等20余个国际数据库收录。JCR最新影响因子21.3，位列工程/制造学科领域第一。期刊分区表工程技术1区，TOP期刊。入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文领军期刊。

期刊网址：

https://iopscience.iop.org/journal/2631-7990

http://ijemnet.com/

期刊投稿：

https://mc04.manuscriptcentral.com/ijem-caep

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