随着智能系统的快速发展，传统刚性电子器件在可穿戴设备、生物电子、软体机器人及人机交互等新兴应用场景中逐渐暴露出机械稳定性不足与环境适应能力有限等关键问题。自适应导电系统（Adaptive conductive systems）通过构建可变形导体、设计可重构电路结构以及融合智能信号处理与系统集成，为下一代可变形电子系统实现稳定电连接与动态机械稳定提供了新的技术路径。该类系统不同于传统固定形态的导电结构，兼具材料、结构与智能系统层面的自适应能力，为电子器件从单一导电功能向可变形、可重构与智能化方向发展开辟了新的路径。然而，如何协同调控基底与导电材料的本征特性及界面作用，构建具有复杂可变形结构的高可靠导电互连，并进一步融合信号处理、机器学习与系统集成实现复杂环境下的智能适应，依然是自适应导电系统领域亟待突破的关键科学问题。
近日，河南大学柔性电子学院黄维院士团队张洪健教授课题组在国际学术期刊《Advanced Science》（影响因子：14.1）发表综述论文，概述了自适应导电系统与可变形电子的最新进展。该论文题为“Adaptive Conductive Systems: Enabling Deformable Electronics through Engineered Materials, Circuits, and Intelligent Systems”，河南大学柔性电子学院张洪健教授、西北工业大学贾东升教授以及黄维院士为通讯作者，助理教授卢宇飞和研究生梁思雨为共同第一作者，河南大学柔性电子学院和河南省柔性电子产业技术研究院为第一通讯单位。
该综述系统总结了自适应导电系统的最新研究进展，建立了一个涵盖材料创新、电路互连设计、系统集成以及应用的多层级技术框架，重点关注材料、电路、系统与应用之间的协同相互作用。此外，综述系统分析了当前的技术进展与面临的挑战，并提出了切实可行的设计策略，旨在为推动自适应导电系统在实际场景中的应用与拓展提供参考与深刻见解。综述的结构如下：第二章阐述了可变形导体的基础结构单元，详细介绍了柔性基底/基体与导电材料的选择及其相互作用。第三章重点探讨了可变形电路互连的结构设计，并全面评估了其可规模化制备技术。第四章概述了宏观系统架构与实际应用，遵循“从信号到应用”的工作流逻辑，系统阐述了从物理信号传输到基于机器学习算法实现智能数据处理的过程。最后，综述总结了当前自适应导电系统发展中的技术瓶颈，并对未来的实际应用与发展方向进行了展望。
图1.自适应导电系统示意图。
图2.水凝胶结构的功能化构建。
图 3.功能化水凝胶基体。
图 4.功能化PDMS基底或基体。
图 5.功能化聚氨酯基底或基体。
图 6.功能化聚酰亚胺基底。
图 7.碳材料、金属颗粒和金属薄膜作为导电材料。
图 8.液态金属作为导电材料。
图 9.柔性导体中岛桥结构的示意图。
图 10.自适应导电系统中弯曲结构的示意图。
图 11.柔性导体中折纸和剪纸结构的示意图。
图 12.导电电路中基于裂纹结构的示意图。
图 13.电路制造过程示意图。
图 14.柔性导体系统中机器学习架构示意图。
图 15.自适应导电系统集成架构示意图。
图 16.自适应导电系统的场景应用。
本研究得到了国家自然科学基金、教育部基础学科交叉融合突破计划、中国博士后科学基金、河南省高校重点科研项目资助计划、河南省科技研发联合基金、河南省科技攻关项目、河南省自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助，同时得到了柔性电子全国重点实验室和教育部绿色功能材料制备与应用重点实验室开放研究基金的支持。
