No desenvolvimento de sensores eletroquímicos flexíveis, pesquisadores descobriram um padrão recorrente: o dispositivo mostra excelente desempenho em condições estáticas, mas uma vez que entra em cenários do mundo real como estiramento da pele, atividade articular e peristálise tecidual, o sinal começa a desviar, a sensibilidade diminui, ou mesmo completamente falha.

O problema não reside no design do sensor, mas na própria interface.

O tecido humano é um ambiente que sofre deformação contínua e dinâmica. A taxa de estiramento da pele durante o exercício pode atingir mais de 30%; O coração bate todos os minutos e segundos; O trato gastrointestinal está agitando; O tecido da ferida está constantemente mudando de forma. Dispositivos eletroquímicos flexíveis tradicionais frequentemente adotam o conceito de design de "integrar eletrodos rígidos em substratos flexíveis" - depositar filmes finos de metal ou camadas condutivas rígidas em substratos flexíveis, e então encapsulá-los com elastómers. Essa estrutura heterogênea de montagem "duro e duro" funciona bem em condições estáticas, mas em deformação dinâmica, a diferença no módulo entre diferentes camadas de materiais pode levar à delaminação da interface, fratura condutiva da rede e descomposição funcional do revestimento. O sinal drive com deformação, não por acaso, mas por necessidade.

2[UNK] De "esticável" a "resistente à esticação": um melhoramento de um conceito de engenharia

Estragáveis e resistentes à tensão são dois objetivos diferentes de engenharia. A primeira foca se o material quebra após estirar; Este último foca se a função é mantida durante e após estirar.

Em 2026, a equipe liderada por Xu Yadong da Universidade de Peking e o professor Gao Wei do Instituto de Tecnologia da Califórnia relataram na revista Science SIRES（Strain-Resilient Intrinsically Stretchable Electrochemical Biointerfaces）， É um avanço fundamental no conceito de "resistência ao estiramento". Este estudo propõe pela primeira vez uma interface eletroquímica intrínseca esticável e resistente à tensão universal, que pode manter alta fidelidade produção eletroquímica sob até 300% tensão através do projeto sinergista de composição material, estrutura de interface e processo de transporte eletroquímico.

A inovação central do SIRES reside na construção de uma estrutura de três camadas completamente elástica, composta por uma camada de condutor resistente à tensão, uma camada de interface eletricamente ajustada e um revestimento funcional esticável. Ao contrário de projetos tradicionais que integram eletrodos rígidos em substratos flexíveis, SIRES integra camadas condutivas, controladas pela interface e de senso funcional em um sistema elástico, atingindo extensibilidade intrínseca e resistência à delaminação da interface. Essa estrutura permite à interface eletroquímica manter integridade estrutural estável e saída de sinais sob deformação mecânica significativa.

3[UNK] Sistema Material: Multiple Choices from Carbon Nanotubes to PEDOT: PSS

O desempenho de eletrodos eletroquímicos flexíveis está radicado na sinergia entre materiais condutivos e substratos flexíveis. O eletrodo eletroquímico flexível independentemente desenvolvido pela empresa é composto por um substrato flexível e uma camada funcional condutiva em sinergia:

• Nanotubos de carbono (CNT):Alta condutividade e boa duração, a condutividade do eletrodo composto de nanotubo de carbono pode atingir 20 S/cm, e a atenuação das propriedades elétricas durante a deformação é mínima. Adequado para eletrodos flexíveis de bateria de lítio e sensores eletroquímicos.
• Grafen:Alta mobilidade carregadora, adequada para eletrodos flexíveis transparentes e supercapacitores. Filmes de grafeno de camada única têm excelente condutividade e propriedades mecânicas.
• PEDOT:PSS：Polímero condutivo com boa flexibilidade, PEDOT: o filme PSS mostra excelente desempenho no monitoramento eletrofisiológico epidermal devido a sua alta condutividade (aproximadamente 3250 S/cm) e estichabilidade (estresse inicial de crack > 100%). Adequado para eletrodos da interface do computador cerebral e eletrônica orgânica.
• Nanovas de prata/nanopartículas:Excelente condutividade, boa estabilidade de dobramento, adequada para eletrodos transparentes flexíveis.
• MXene：Alta condutividade, adequada para a sensação eletroquímica.
• Substrato flexível:Diversas soluções incluem poliímide (PI, resistência à alta temperatura, excelentes propriedades mecânicas), poliéster (PET/PEN, transmissão de luz ≥ 85%, baixo custo), elastómetros (PDMS, TPU, etc., esticável, compressível), etc.

4[UNK] Performance Core: O que os engenheiros devem prestar atenção

5[UNK] Três principais cenários de aplicação: de patches de suor a interfaces neurais

6[UNK] Solução Flexível de Eletrodos Electroquímicos do Instituto de Tecnologia Avançada

Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd. foi criada em 2016 e é uma empresa nacional de alta tecnologia especializada em revestimento flexível de substratos, materiais de escudo, materiais absorventes e revestimento de metais preciosos. O eletrodo eletroquímico flexível independentemente desenvolvido pela empresa é composto por um substrato flexível e uma camada funcional condutiva, que atravessa o defeito de eletrodos rígidos tradicionais sendo "duros, fracos e vulneráveis".

As competências essenciais da empresa incluem:

• Plataforma de processo:Diversos processos de preparação do núcleo incluem impressão de tela (pasta de prata, pasta de carbono), depósito de vapor de vácuo (PVD), depósito eletroquímico, e rolamento para rolar composto de pressão quente.
• Seleção de substratos:Diversos substratos flexíveis como PI, PET, PDMS, TPU, etc.
• Capa funcional condutiva:Nanotubos de carbono, grafeno PEDOT:PSS、 Diversos materiais como nanovos de prata e MXene.
• Modo de produção:Produção contínua de rolo para rolo, com diferença de temperatura controlada dentro de ± 1 ± para rolos de aquecimento eletromagnético.
• Equipamento chave:A tecnologia de rolos de aquecimento eletromagnético percebe que a produção contínua rola para rolar, com diferença de temperatura controlada dentro de ± 1 [UNK], resolvendo os problemas de aquecimento lento e temperatura desigual no aquecimento tradicional.

7[UNK] Conclusão

A essência de eletrodos eletroquímicos flexíveis é estabelecer uma interface estável, de baixo ruído e biológicamente amigável de transdutão de sinais moleculares entre dispositivos eletrônicos rígidos e tecidos biológicos suaves e dinâmicos. Desde a primeira solução "soft package hard" de integrar eletrodos rígidos em substratos flexíveis, até o design "all soft" completamente elástico e inerentemente esticável hoje - a direção da evolução tecnológica é clara: fazer eletrodos tão suaves como tecido, esticar como tecido, e não fracassar durante a deformação.

O avanço do SIRES na manutenção de produção eletroquímica estável sob tensão de 300% marca a transição de eletrodos eletroquímicos flexíveis de "esticáveis" para "resistentes à tensão". Entender o mecanismo físico da engenharia de interface "resistente à tensão" - como aumento induzido pela tensão na área ativa e aumento da resistência formam compensação no nível do circuito - pode revelar a essência dessa direção tecnológica mais do que simplesmente comparar parâmetros materiais. Neste salto do laboratório para o ambiente fisiológico real, seleção de material, design de interface e processos de máquina de precisão sempre foram as variáveis essenciais que determinam o limite superior do desempenho de eletrodos eletroquímicos flexíveis.