西工大新闻网11月12日电（李伟伟）柔性电子是引领我国信息科技颠覆性创新与跨越式发展的新赛道。高性能柔性传感器是柔性电子系统的重要组成单元之一，其相关材料及微纳加工与集成技术研究将提升我国在新一代信息技术领域的国际竞争力。柔性传感器以其可折叠、可卷曲、可拉伸的特殊物理属性和轻质、便携、低能耗等特点备受人们关注。近些年来一些新型功能材料的出现，显著推动了柔性电子的发展。例如，二维（2D）材料，特别是过渡金属硫族化合物（Transition metal dichalcogenides, TMDs）在原子级厚度下展现出独特的光学、电学、力学等物理特性，已成为当前材料科学的前沿研究热点方向。2D TMDs材料理论上具有最小的弯曲刚度，可以满足柔性器件对电子功能材料的性能调控，因此被认为是柔性电子领域极具应用潜力的候选材料之一。但是，大面积、图案化和高质量的2D TMDs材料往往需要较高的生长温度，不利于其在柔性聚合物衬底上直接制备，这也制约了2D TMDs 材料在柔性电子领域的应用。

针对上述难题，近日，西北工业大学黄维院士团队王学文教授课题组提出在柔性衬底上低温合成大面积、图案化和高质量2D TMDs材料的方法，该方法为柔性衬底上实现高性能柔性电子器件与系统提供了新的途径。相关研究成果以“Large-scale Ultra-robust MoS₂Patterns Directly Synthesized on Polymer Substrate for Flexible Sensing Electronics”为题发表在国际顶级期刊Advanced Materials上，柔性电子前沿科学中心李伟伟副教授、许曼章副教授和博士生高久伟为本文的共同第一作者，黄维院士和王学文教授为共同通讯作者。

该工艺首先制备了超薄聚酰亚胺柔性衬底及可用于喷墨打印的水性前驱体墨水，并在聚酰亚胺衬底表面喷墨打印敏感单元；之后引入氩气保护，在氢气辅助下实现了前驱体的低温分解，获得了图案化的MoS₂结晶薄膜。得益于超薄的MoS₂及和聚酰亚胺衬底的强粘附力，使得该MoS₂图案具有极佳的力学稳定性（电阻变化率<2%）、耐久性（>10000次弯折）以及化学稳定性（耐丙酮、二甲基甲酰胺、紫外线等）。基于该工艺，可在聚酰亚胺柔性衬底表面原位集成多种柔性传感器，例如温度传感器和生物电传感器，实现对人体的皮肤温度、心电和肌电等信号进行连续、实时监测。该工作不仅实现了在柔性衬底表面直接制备图案化MoS₂薄膜和柔性传感器集成，也为其他2D TMDs柔性材料的制备、柔性电子器件的设计与构筑以及2D材料在传感领域的应用提供了新思路。同时，为进一步研发可适应特殊环境工作的柔性电子器件与系统奠定了重要的基础材料保障。

上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省重点研发计划、中央高校基本科研业务费、西北工业大学翱翔海外学者等经费的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202207447

（审核：王学文）