近年来，受软机器人、可穿戴人机界面、医疗设备和电子皮肤等领域的需求刺激，柔性电子器件得到了广泛研究和蓬勃发展。为了得到集柔性、延展性和功能性为一体的器件，人们一方面寻求具有优异电学、力学和热学性能的材料，另一方面希望通过巧妙的几何结构设计使原有材料发挥出更好的性能。柔性基底金属薄膜在柔性电子器件中有着良好的应用前景，一方面可以作为功能元件之间的互连线，另一方面还可作为功能元件，如柔性应变传感器。无论是用作互连线还是功能元件，既要准确评价薄膜服役的可靠性，也要合理设计薄膜的几何结构以优化其性能。
柔性基底金属薄膜用作柔性电子器件中的互连线时，要确保器件整体具有高可拉伸性和导电通路稳定性，就必须确保在器件使用过程中薄膜所承受的最大应变小于薄膜的断裂应变。为了获得准确的断裂应变值以对薄膜服役的可靠性进行评价，课题组提出了一种确定柔性基底金属薄膜断裂应变的普适性方法：将薄膜在拉伸过程中电阻-应变曲线偏离理论曲线 
R/R0=(1+ε)m-1 5%时所对应的应变确定为薄膜的断裂应变，其中
R/R0为相对电阻变化，ε为应变，m为拟合参量，不同微观结构的薄膜具有不同的m值。该方法可以准确的确定柔性基底金属薄膜的断裂应变，不仅适用于微观结构连续均匀的薄膜，还适用于不均匀、多孔的薄膜。此项研究促进了柔性电子器件中材料服役可靠性评价方法的完善。
柔性基底金属薄膜作为柔性电子器件中的应变传感器时，灵敏度（灵敏度因子GF值）是其最重要的性能指标之一，特别是在细微振动和小变形检测领域。目前柔性电子器件中微小变形检测技术还不够成熟，因此制备出在小应变下具有超高灵敏度的柔性应变传感器是当前的研究重点。而传统依赖于金属材料变形时几何变化所制备的应变传感器只能达到很低的灵敏度（GF=2~5）。近年来，研究者们通过预变形的方式在金属薄膜中引入裂纹，有效提高了其作为柔性应变传感器的灵敏度。但这类传感器在制备过程中难以调控裂纹形态，目前研究者们仅通过改变预变形量来对裂纹密度进行简单的调控。此外，文献报道中普遍采用铂、金等贵金属材料，大大增加了制备成本，限制了器件向实际应用的推广。
最近，课题组在具有多孔团簇状结构的铜铝合金薄膜中引入横向贯穿裂纹，研制了一种低成本超高灵敏度的电阻型柔性应变传感器。该应变传感器在小应变下的应变灵敏度因子高达584 (0% < ε < 0.5%)，10219 (0.5% < ε < 0.9%)，43152 (0.9% < ε < 1.75%)，在文献中鲜有报道。此外，通过改变薄膜团簇状结构的团簇尺寸，实现了对贯穿裂纹形态的调控，从而进一步调控了器件的灵敏度。其在可穿戴领域的实际应用能力也得到了初步验证，声带振动检测和手部微变形检测等实验结果均表现出该传感器在可穿戴领域的良好应用前景。
上述研究结果发表在J. Mater. Sci. Technol., 54(2020), 87. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.03.043; Adv. Mater. Technol., 6(2021), 2100524. https://doi.org/10.1002/admt.202100524.
