柔性电极（导电的电子元件）对于众多可穿戴技术（包括智能手表，健身追踪器和健康监测设备）的开发至关重要。
理想情况下，可穿戴设备内部的电极在拉伸或变形时应保持其电导率。
迄今为止开发的许多柔性电极是由置于弹性基底上的金属 薄膜制成的中国机械网okmao.com。尽管这些电极中的一些是柔性的并且导电良好，但有时金属膜会破裂，这可能会导致突然断电。
伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的研究人员最近推出了一种新设计，该新设计可以开发出应变弹性的柔性电极，即使在拉伸或变形时也能导电。
在《自然电子》上发表的一篇论文中概述了这种设计，其中涉及引入一个薄的二维（2-D）中间层，该中间层降低了断裂的风险并保留了金属膜的电连接。
SungWoo Nam说：“我们有兴趣解决软电极意外，完全断电这一未解决的挑战，这种挑战通常是在使用过程中不可避免的机械断裂发生后普遍观察到的，这严重限制了软电极/可穿戴电子设备的使用寿命。”进行这项研究的研究人员中的一员告诉TechXplore。“
我们的工作首次通过改变金属薄膜的断裂行为来显示金属薄膜本身具有应变的拉长电导（类似于机械延性，称为“电延性”，它描述了应变引起的形变伸长）。底层的2D中间层。”
Nam和他的同事发现，将原子稀薄的二维夹层（例如石墨烯）插入薄膜金属电极中，可以降低断裂的风险，并提高电极在不同程度的应变下的导电能力，他们称之为它的电延展性。发生这种情况是因为二维材料中的强和弱范德华相互作用引起了独特的屈曲变形，从而延迟了对电极金属薄膜的损坏。
Nam说：“由此产生的'受控'的金属薄膜开裂能够显着增强/增强导电性。”
“我们的2-D夹层方法不仅限于金属和2-D材料的某些组合，而且还强调了不同的实用策略，可以提高当前可穿戴电子应用中使用的各种金属基元件的机电可靠性，这可以对可穿戴电子行业产生积极影响。”
Nam和他的同事们介绍的设计可以应用于各种基于金属薄膜的电极。在他们的研究中，研究人员通过使用它来创建柔性电致发光二极管（LED）器件，证明了其方法的可行性。值得注意的是，他们发现，在多峰变形下，他们的策略可以显着提高常用电极的机电鲁棒性（即，其电阻减小几个数量级，并扩展稳定电阻的范围）。
将来，这项工作可能会对新电子产品的开发产生重大影响。更具体地说，他们的新电极设计可用于制造各种更耐用，性能更好的可穿戴设备。
Nam说：“人们正在使用基于金属膜的电气元件（例如，柔性电极和互连线）从事柔性/可穿戴电子产品的研究，对此我们尤其感兴趣。” “我们有兴趣将我们的概念扩展到其他各种导电材料，并研究我们方法的可扩展性及其对柔性/可穿戴电子产品的潜在影响。”