从纤维到电路：精准光刻技术赋能透孔纺织电子器件

来源：上海幂方电子科技有限公司更新时间：2025-03-07 08:00:13 阅读量：113

导读：点击蓝字关注我们研究背景可穿戴电子设备在无创监测生理信号和慢性生物标志物方面大有可为，可用于健身监测和日常保

研究背景

随着可穿戴电子的快速发展，纺织基柔性器件因其天然的三维多孔结构在健康监测领域展现出独特优势，但其面临的核心挑战在于如何在保持透气性与舒适性的同时，实现高精度、高导电性和机械稳定性的导电图案。传统技术如编织 / 刺绣存在线宽粗（0.1~1 mm）、难以集成复杂电路的问题；印刷技术虽可实现图案化，但墨水扩散导致线宽 > 0.5 mm 且堵塞织物孔隙；平面化处理虽提升分辨率却破坏织物多孔结构。因此，开发一种能在纺织物内部构建高分辨率、高导电、透气且稳定的金属图案的技术成为行业关键需求。

研究成果

基于纺织品的可穿戴电子设备因其独特的三维多孔结构所固有的出色柔韧性和透气性而弓起了广泛的研究兴趣。然而，如何在不影响佩戴舒适度的前提下，实现高精度、高稳健性的高导电性图案，是目前面临的挑战之一。在此，香港理工大学郑子剑与南方科技大学林苑菁教授团队开发了一种通用、稳健的纺织品内光刻策略，用于在多孔纺织品结构上精确、均匀地绘制金属图案。制备的金属图案精度高达 100微米以下，并具有理想的机械稳定性、耐洗性和透气性。此外，这种渗透到纺织品支架内部的可控涂层有助于显著提高微型设备的性能，并通过纺织品的两面实现电子集成。作为概念验证，展示了一个用于多路复用汗液传感的完全集成的纺织品内系统。所提出的方法为构建性能可靠、佩戴舒适的多功能纺织柔性电子器件提供了新的可能性。相关研究以“Well-defined in-textile photolithography towards permeable textile electronics”为题发表在Nature Communications期刊上。

创新点

1. 提出双面 UV 曝光光刻与聚合物辅助金属沉积（PAMD）结合的方法，实现了100 μm 线宽，突破传统单面曝光导致的图案不连续问题；利用 PAMD 在纤维表面形成金属 / 聚合物复合界面，增强附着力并避免纤维粘结，保留织物透气性。

2. 性能指标全面提升，具有高分辨率与，导电性线宽 200 μm 时电阻仅 22 Ω/cm，分辨率达行业领先水平（传统印刷技术 > 300 μm）；以及优异机械稳定性，10,000 次弯曲循环后电阻变化 < 2 倍，20 次洗涤后电阻增加 < 2 倍。

3. 多功能集成与应用拓展，金属图案贯穿织物厚度，支持双面器件构建（如温度监测贴片），基于高精度电极开发的微超级电容器以及集成五合一传感器的头带实现实时无线监测。

图文导读

Fig. 1 | In-textile photolithography for conductive metal patterns in fabrics.

Fig. 2 | Characterization of well-defined and conductive metal patterns in textiles.

Fig. 3 | High-performance electronics enabled by robust and well-defined conductive metal patterns.

Fig. 4 | Fabrication and performance evaluation of the multiplexed biosensor array for sweat monitoring.

Fig. 5 | Design and on-body application of the integrated in-textile headband.

总结与展望

总之，作者提出了一种创新方法--织物内光刻技术，以有效解决三维多孔纺织品导电图案化的相关挑战。纺织品内光刻技术可实现 100um 的高图案分辨率、高导电性、10,000 次的出色弯曲稳定性和 20次的水洗稳定性，并能很好地保持纺织品中导电金属图案的透气性和透湿性。通过这种高精度的图案设计方法，可以在多孔纺织品中实现具有足够表面积的精细电极，从而有助于制造高性能和小型化的设备，以及与用于电路开发的商用芯片无缝集成因此，高性能微型超级电容器和具有原位报警功能的温度传感贴片等功能电子器件可以在织物中构建，这极大地体现了在单件织物上构建多层电路的前景。重要的是，作者利用织物内光刻技术开发了用于无线汗液传感的集成多路复用生物传感头带，作为概念验证演示。由于纺织品中定义明确的导电图案具有出色的机械坚固性和透气性，该头带可实现实时汗液收集和同时监测多种汗液生物标记物，并具有理想的佩戴舒适性。所提出的在纺织品中制作高精度金属图案的创新方法，为可穿戴应用(如无创健康监测和人机界面)中的透气性、高性能、多功能和高度集成的纺织电子产品的发展提供了启示。

文献链接

Well-defined in-textile photolithography towards permeable textile electronics

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45287-y

*本文来源：作者团队，感谢作者团队对本公众号的大力支持！如有侵权，请联系删除，如有冒犯之处敬请见谅!

推荐阅读

85°C 低温键合技术：解锁超柔性电子设备集成的新密码

模仿人类皮肤的神奇除冰表面：开启高效除冰新时代

喷墨打印 OECT 阵列：解锁汗液指纹识别，开启健康监测新篇

3D 打印超软强粘附 PEDOT:PSS 水凝胶：生物电子学的创新之选

“金” 彩共晶凝胶：柔性传感领域的多面手与 “力量担当”

视频号：#柔性电子那些事

分享到：
扫码分享

上海幂方电子科技有限公司

13482436393

留言咨询

主营产品：墨水材料合成印刷设备后处理设备封装设备测试设备

产品中心技术文章行业资讯

上一篇: Lake Shore低温探针台助力一篇Nature子刊！锡基钙钛矿铁电半导体研究取得重要进展

下一篇: U-III表面粒子计数器在半导体方面的应用

参与评论

登录后参与评论

全部评论(0条)

登录或新用户注册

微信登录
密码登录
短信登录

请用手机微信扫描下方二维码
快速登录或注册新账号

微信扫码，手机电脑联动

注册登录即表示同意《仪器网服务条款》和《隐私协议》

相关产品推荐（★较多用户关注☆）

合成反应器-幂方科技 Auto SR100 自动合成反应器
报价：面议已咨询 1065次
微电子打印机-幂方科技 MF-MP1100 微电子打印机
报价：面议已咨询 1039次
微电子打印机-幂方科技 MF-MP2200 多功能微电子打印机
报价：面议已咨询 1078次
微电子打印机-幂方科技 MF-MP3300多功能微电子打印机
报价：面议已咨询 1139次
微电子打印机-幂方科技 MF-DB300多功能柔性电子打印机
报价：面议已咨询 1106次
电子电路打印机-幂方科技 MF-EM400 电子电路印刷设备
报价：面议已咨询 1091次
曲面共形打印机-幂方科技 MF-DBCS500 多功能柔性电子曲面共形打印机
报价：面议已咨询 1060次
柔性电子器件制备-幂方科技 MF-AP300 自动后处理平台
报价：面议已咨询 1061次

你可能还想看

技术
资讯
百科
应用

从纤维到电路：精准光刻技术赋能透孔纺织电子器件

研究背景随着可穿戴电子的快速发展，纺织基柔性器件因其天然的三维多孔结构在健康监测领域展现出独特优势，但其面临的

2025-04-22102阅读
纺织智能传感最新突破！电子纤维“力-序-能”协同赋能

研究背景共轭聚合物因兼具半导体特性与分子可设计性，在柔性电子、有机光伏、生物传感等领域应用广泛，尤其为可穿戴技

2025-10-27109阅读
高光谱技术赋能猕猴桃品质：从外到内的系统检测

应用方向：猕猴桃，高光谱，品质检测

2025-03-1893阅读
从精细化免疫到临床：流式细胞术如何精准赋能淋巴造血系统肿瘤免疫？

流式细胞检测在淋巴造血肿瘤中的精细化应用展望

2025-06-12138阅读
SiCOPE40微孔分析仪：赋能COFs材料多级孔精准表征应用

共价有机框架（COFs）材料作为一类由有机分子通过共价键连接形成的晶态多孔材料，凭借孔道稳定可调、超高的比表面积及优异的化学稳定性，在气体吸附分离、催化、储能等领域展现出不可替代的应用价值。

2025-11-2797阅读 SiCOPE40微孔分析仪

从 “看不清” 到 “看得透”！北理工 AI 算法赋能光谱成像

光谱成像作为科技领域的 “多维感知技术”，在众多领域有着不可或缺的精准筛查与预警作用。就像一双穿透表象的 “火眼金睛”，守卫着人体健康、生物安全与科研数据真实性的第一道防线。

2025-12-17154阅读光谱成像仪器光谱仪
从“通用”到“专用”：碳环智造OEM/ODM方案，赋能您的精准科研

磁力架销冠传奇，就选碳环智造！连续3年国产销量领先，以1/4价格，成就对标进口的巅峰性能您是否还在为进口磁力架的高昂成本而犹豫？又是否曾因国产产品的性能不稳定而困扰？

2025-11-3080阅读定制专家碳环智造磁力架定制碳环智造磁力架
从实验室到生产线：微电脑式纸箱抗压试验仪如何赋能企业智能质控？

在现代供应链中，包装的可靠性是确保产品完美抵达终端用户手中的最后一道，也是至关重要的一道防线。面对日益复杂的物流环境与严格的环保成本控制，企业如何科学评估并优化包装性能？

2026-01-05116阅读纸箱抗压试验机海达仪器纸箱抗压试验机
产品推荐 | 从物理极限到数字自由：泽攸光刻技术如何在小批量制造中破局

任何关于光刻技术的讨论，都绕不开瑞利判据。这个源于天文学家瑞利勋爵的准则，精准地定义了投影式光刻系统所能实现的最小特征尺寸。

2025-12-04301阅读扫描电镜三维共聚焦白光干涉仪泽攸
从“为我所用”到“共创共赢”，华南理工大学蒋尚达与国产仪器的双向赋能

从“为我所用”到“共创共赢”，华南理工大学蒋尚达与国产仪器的双向赋能

2025-07-16244阅读

激光能量计使用指南：从基本原理到操作技巧

激光能量计作为一种高精度测量仪器，被广泛应用于科研、工业生产及医疗等领域。由于其在工作中需要承受高频率、高能量的激光冲击，保持设备的jing准性和延长使用寿命，离不开日常的维护与保养。

2025-10-16157阅读激光能量计
扫描电镜的纺织应用

随着电子源、扫描以及图像采集和处理系统等的发展，扫描电镜已成为纺织、生物学、医学、冶金、机械加工、材料、半导体制造、微电路检查，甚至月球岩石样品分析等领域的主要研究手段。

2025-10-181737阅读扫描电镜
倒置显微镜操作详解：从基础到实际应用

倒置显微镜是一种广泛应用于细胞生物学、病理学和材料科学研究中的精密仪器。由于其独特的光路设计和高性能的光学元件，倒置显微镜对实验结果的精度至关重要。

2025-10-17180阅读倒置显微镜
从实验室到口袋：超微型光谱仪三大技术路径终极拆解（光栅/滤波/干涉）

超微型光谱仪的商业化进程在近五年呈现爆发式增长，其核心驱动力在于光学元件的微缩化（如MEMS工艺）与半导体集成技术的深度融合。

2026-01-234阅读超微型光谱仪
数码显微镜用途解析：从科研到日常的广泛应用

数码显微镜是一种精密的光学仪器，广泛应用于科研、教育、工业等领域。由于其内部结构复杂且易受外界环境影响，数码显微镜在日常使用中需进行适当的保养，以确保其成像效果、延长使用寿命并维持精度。

2025-10-20168阅读数码显微镜

从灰尘到美酒

2011-11-16376阅读
Frontier裂解气相色谱应用纺织，薄膜，纤维，纸张等

2011-11-231059阅读
合规驱动・数据赋能：King’s LIMS 纺织服装行业全流程质量管控解决方案

青软青之推出的King's LIMS纺织服装质量管控方案，依托数字化技术贯通原料至成品全流程质量管控。方案内置动态合规知识库，可实现标准自动匹配，同步支持检测数据自动采集与智能分析，既能助力企业提质增

2025-12-0571阅读 King’s LIMS LIMS解决方案纺织服装行业全流程质量管控解决方案
冶金从实验室到在线全方位解决方案

2013-09-04447阅读
实验室冻干机选购指南：从需求到配置

冻干技术凭借低温脱水、保留物料活性与营养的核心优势，已广泛应用于生物医药、食品科学、科研实验等多个领域。

2026-01-2312阅读实验室冻干机污泥冻干机冷冻干燥机