梯度软化水凝胶薄膜

抗剥离增韧2倍以上

通过厚度方向模量梯度设计，在不牺牲结构完整性的前提下大幅提升界面剥离抗力，解决柔性器件中粘附与强度不能兼顾的难题。

刘夏 · Rao, Wei · 张兴 · 杨庆生

ACS Applied Materials & Interfaces 2025

具体参数

断裂韧性

{'zh': '1253.5', 'en': '1253.5'} J/m²

90°平均剥离强度

{'zh': '914.6', 'en': '914.6'} N/m

180°剥离粘滑振幅

{'zh': '538.6', 'en': '538.6'} N/m

0°最大剪切强度

{'zh': '1544', 'en': '1544'} N/m

技术优势

剥离强度数倍提升

梯度软化膜利用“刚柔协同”效应：刚性表层提供承载避免过度变形，柔性底层允许应变重分布与裂纹钝化，将高断裂韧性转化为高剥离抗力，其90°平均剥离强度是均质膜的2.1–3.6倍。

结构完整性不下降

高模量表层维持了薄膜的机械稳定性，使其在反复变形中不易损坏。经1000次循环弯折后性能无衰减，密封保存6天仍稳定。

应用场景

• 柔性电子：作为界面增韧层，防止柔性电路在弯折中剥离失效。
• 可穿戴设备：直接贴合皮肤，提升长期佩戴中的粘附可靠性和舒适度。
• 电子皮肤：提供仿生界面，在动态变形下维持传感器与基底的稳定连接。
• 软体机器人：用于软体机器人的柔性连接处，耐受反复大变形而不脱粘。