科学家开发室温印刷金属氧化物薄膜技术，有望革新电子产品制程 - HonWay Materials

美国北卡罗莱纳州立大学的研究团队成功开发出一种可在室温下列印超薄、透明且具高导电性的金属氧化物薄膜的新技术，有望为电子产品带来更高效率与多样化的制造方式，包括智慧型手机触控萤幕、电脑显示器，以及耐高温电子元件等应用。

液态金属与弯月面技术　打造蜗牛式印刷机制

传统制造金属氧化物薄膜需高温设备且需要耗费大量时间与成本昂贵，列印速度慢。新技术改用液态金属，在其与空气接触时自然形成的金属氧化物膜为基础，并透过两片玻璃夹住液态金属，利用液面张力形成的「弯月面」进行列印。

这个弯月面覆盖着一层金属氧化物，就像薄橡胶包裹水球。当弯月面在基材表面滑动时，前后的氧化层会均匀地转印至表面，留下厚度仅约 4 奈米的超薄金属氧化物薄膜，就像蜗牛爬行时留下的黏液痕迹一样。更特别的是，弯月面在列印过程中会不断产生新的氧化膜，使列印能持续进行。

尽管薄膜厚度极薄，却拥有金属般的导电性与透明度。研究团队指出，即使在高温环境下，薄膜仍能保持稳定导电性。实验显示，厚度 4 奈米的薄膜可承受高达 600°C 的高温，若厚度提升至 12 奈米，则能耐受至少 800°C。

此外，研究人员也成功将这些金属氧化物列印在柔性聚合物基材上，制成可弯曲的电路板，即使经过多达 40,000 次的弯折测试，仍能维持其导电与结构完整性。

这些金属氧化物薄膜拥有独特的双层结构，中央区域含氧量极少，更偏向金属性，因此具备优良的导电性能。研究人员还发现，将少量金元素引入薄膜，可进一步防止其中心区域被氧化，使导电性得以长时间维持。这一点突破了金通常难以与氧化物结合的物理性质。

该技术不仅可应用于多种液态金属与合金，还能调整薄膜成分以适应不同功能需求，具备高度灵活性。研究人员甚至成功将薄膜转移至如树叶等非常规基材上，展现出未来在可携式或非传统装置上的应用潜力。

共同通讯作者、北卡州立大学教授 Michael Dickey 表示：「我们正在保留这项技术的智慧财产权，并希望与产业界合作伙伴共同探索其商业化与应用可能。」

该研究已于《科学》（Science）期刊上正式发表。

文献参考

科学家开发新型金属氧化物印刷技术，开启电子元件制造新篇章
New Metal Oxide Printing Technique Paves the Way for Transparent, Flexible Electronics
“超薄透明柔性电路板的天然氧化物环境印刷”，作者：Minsik Kong、Man Hou Vong、Mingyu Kwak、Ighyun Lim、Younghyun Lee、Seong-Un Lee、Insang You、Omar Awartani、Jimin Kwon、Tae Joo Shin、Unyong Jeong 和 Michael D. 185 月，202 月 202 月 202 月 202 月科学。 DOI: 10.1126/science.adp3299

(图片来源：北卡罗莱纳州立大学-Minsik Kong)

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