可穿戴電子器件是科幻小說中未來科技產物的代表。多年研究發現，電子器件隨著人體運動而發生變形，這就要求可穿戴電子器件同時具有優異的力學性能和電學性能。
電子器件中大部分半導體材料都是基于Si，這種剛性材料在彎曲時很容易就折斷了。雖然通過精確控制三維形狀可提高Si電子器件的柔性，有可能實現可穿戴。但是，高昂的成本使得柔性可穿戴Si電子器件難以最終實現商業化。
圖1. Kirigami方法增強可拉伸性
A kirigami approach to engineering elasticity in nanocomposites through patterned defects. Nature Materials 2015, 14, 785-789.
以共軛聚合物為代表的有機半導體，則為可拉伸電子器件的發展帶來了光明。這些共軛高分子由相同重復單元通過單雙鍵交替形成的長鏈組成，離域的π電子確保其導電性。雖然已經可以制備出和Si的導電性相當的共軛聚合物，但是在器件層面，導電性還是會有所下降。
如何在器件層面實現高度可拉伸性和高導電性是可穿戴電子器件面臨的一個主要問題。
有鑒于此，Xu等人報道了一種對半導體聚合物進行納米限域的方法，利用納米尺寸效應和界面效應使導電高分子在器件層面的力學性能和導電性同時得到增強。
圖2. 納米限域晶體管示意圖
研究人員通過相分離的方法將納米纖維狀的導電高分子限域包裹于納米尺度的三維高彈性橡膠基質中。納米纖維由于團聚形成的相互連接，具有良好的導電性。同時，納米纖維和變形橡膠之間的界面作用避免了裂縫蔓延。
研究表明，納米限域效應起到增強分子動力學、抑制結晶的作用。納米尺寸效應和界面效應力學性能和導電性同時得到增強，制成的柔性電子器件在雙軸拉伸度100%的情況下仍然具有和非晶硅相當的導電性。基于以上發現，研究人員制備了一種仿皮膚的手指可穿戴電子器件模型，
利用基礎研究對納米限域效應的認識，解決了柔性電子器件中力學性能和電學性能的平衡問題，并將對電子皮膚的進一步發展提供借鑒。不管是這種研究方法，還是這項重量級成果，都是值得學習的！
圖3. 全拉伸晶體管性能測試
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Jie Xu, Sihong Wang, Jong Won Chung, Zhenan Bao et al. Highly stretchable polymer semiconductor films through the nanoconfinement effect. Science 2017, 355, 59-64.
