特种电子是面向空天、航海、极地等极端环境构建的高可靠、非常规柔性电子材料、器件与系统。特种柔性感知技术融合柔性电子与特种传感原理，可突破传统柔性电子系统在极端环境中的应用局限，实现多维度信息的可靠采集与传输，为极端场景智能监测与精准控制提供核心支撑。现有柔性电子系统在高温极端环境中，易存在衬底失稳、界面脱粘等问题，导致集成电路级模块在高温下难以保持导电性、信号完整性和长期可靠性。

近日，西北工业大学黄维院士团队王学文教授联合航海学院潘光教授在极端环境柔性电子系统的构筑策略与高温柔性感知应用方面取得突破性进展。研究团队提出了一种喷墨打印结合原位热还原策略，实现了高质量、图案化超薄金属钼薄膜的原位生长，构建了可在400℃及以上高温环境中长期稳定工作的柔性电子系统，解决了高温界面脱粘、热应力适配等问题，突破了高温柔性电子长期受限于导体氧化、系统集成困难和高温稳定性差的瓶颈，为极端环境下柔性电子系统的材料设计、界面工程和集成制造提供了新的策略。该成果以“Flexible and Thermally Regulable High-Temperature Sensing Electronics”为题，发表在Nano Letters《纳米快报》期刊上。

耐高温柔性电子系统应用及制备过程

柔性耐高温放大器、滤波器和振荡器

用于发动机状态监测的耐高温柔性电子系统

研究团队前期研发了一种MoWNb中熵合金墨水（Nature Communications, 2025, 16, 7351），制备的特种柔性传感器可实现高灵敏度（在300°C下应变系数高达-752.7）、低检测限（0.57 µε）以及优异热稳定性（-150°C至1100°C），其在飞行器变构监测中展现出应用潜力。为进一步提升柔性电子系统的耐受温度，团队创新性提出基于喷墨打印结合原位热还原的工艺，实现了高度可定制化及图案化的金属钼薄膜在柔性云母衬底表面的大面积原位生长。钼晶体与云母形成连续、致密且无明显过渡层的紧密接触界面，显著降低了接触电阻与高温噪声，并避免了热循环与弯曲过程中的界面失效。基于此，团队构筑了多种耐高温电子组件，其中，柔性放大器在300℃下的信噪比达到38.8 dB，且在300℃下连续工作超100小时；柔性低通滤波器的截止频率随温度升高而线性增加，实现25℃、300℃和500℃下不同频率信号的筛分与解码；柔性文氏振荡器能够在400℃高温中稳定输出正弦波形，且能通过温度实现对波形幅值的调控。进一步，构建了柔性电子系统，实现了200℃下对发动机正常工况与异常状态的实时、无线传输，并在600℃高温以及高振动环境中连续工作超过1小时。该研究工作建立了从高温稳定柔性导电层、电子器件集成到耐高温智能监测系统的一体化实现路径，突破了高温柔性电子的导体氧化、界面失稳和系统集成困难的瓶颈，在高温互联、极端感知及未来集成微纳电子系统等领域展现出广阔的应用前景，为下一代高性能柔性电子器件及集成系统的研制提供了新的技术路径。

柔性电子研究院、国家卓越工程师学院博士生李颖哲、李伟伟副教授为论文第一作者，王学文教授、潘光教授、黄维院士为论文通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、教育部学科突破计划、西北工业大学分析测试中心开放测试基金等经费的支持。

近年来，特种电子青年团队不断探索新兴交叉学科“柔性电子学”人才培养新方法，不断探析柔性电子在多场耦合下的新现象与新原理，不断探究特种柔性感知在极端条件下的应用边界，不断探寻柔性电子服务国家重大应用的智胜之道。相关基础研究成果已在Nat. Commun.（4篇）、Adv. Mater.（10篇）、J. Am. Chem. Soc.（2篇）、Microsyst. & Nanoeng.（2篇）、InfoMat（2篇）、Research（3篇）等国际权威学术期刊发表学术论文80余篇，引用12000余次；获授权中国发明专利20余项、美国专利2项。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c00229

（文字：李颖哲 图片：李颖哲 审核：王学文）