日本早稻田大学研究人员开发出一种结合折纸与剪纸技术的混合方案,可提升可拉伸电子设备的性能与适应性。该研究由应用力学与航空航天工程系的Eiji Iwase教授和Nagi Nakamura先生主导,成果已于2025年6月5日发表在《npj Flexible Electronics》期刊。
可拉伸电子技术目前面临材料性能与柔性难以兼顾的挑战。传统弹性体电学性能较差,而基于折纸或剪纸的结构方案又分别存在适用面积受限或难以安装刚性元件的问题。早稻田团队提出的“切纸折纸(kiri-origami)”结构通过正交切割线与折叠线组合,在拉伸时形成Z形铰链与旋转面板,既支持大面积扩展,也为电子元件提供了稳定的安装平台。
Iwase教授表示:“在这项研究中,我们提出了一种融合了折叠线和切割线的切纸结构,它结合了折纸和剪纸的优点,同时又弥补了它们的缺点。这种结构可以实现大单元、大面积的电子设备,允许刚性电子元件通过拉伸进行折叠。”
研究团队还注意到实际应用中存在的面板变形和弹性力问题,因此开发出“弹性折纸模型”及缓冲结构。该缓冲设计通过梯形延伸部分连接夹具,使张力分布更均匀,更好地模拟刚性模型的变形行为。为验证技术可行性,团队制作了一个含500余个铰链和145个LED的可拉伸显示器,在折叠前后均保持稳定性能。
这项切纸折纸技术为开发高性能可穿戴传感器、曲面显示器和机器人柔性传感系统提供了新路径。Iwase补充道:“我们的方法可以开发出可适应复杂形状且性能不受影响的可拉伸电子设备,包括下一代高性能可穿戴传感器、曲面显示器以及用于人类辅助机器人的柔性传感器和执行器。”
更多信息: Nagi Nakamura 等,《基于拉伸的剪纸结构,用于可拉伸电子产品的折叠线》,《npj 柔性电子学》(2025)。期刊信息: npj 柔性电子学












