可拉伸电子科技类产品材料和设计策略的进步是新兴可穿戴技术的基础，范围涵盖了皮肤接口医疗设施、人机接口和软机器人、触觉接口等等。通过射频（RF）电子设备提供电信和电力收集功能的无线模块是皮肤接口可拉伸电子设备的重要组件。该研究领域被忽视的一个方面是底层基板，它极大地影响了具有无线功能的射频电子器件的电气性能。然而，所有现有的弹性体基底都具有直接影响几乎所有RF元件的频率相关特性的缺点。首先，它们会在弹性应变下引起电子器件的电气性能变化，特别是因为RF电子器件对物理几何的变化很敏感。其次，它们具有高的介电损耗，RF元件通过该介电损耗耗散并损失大量的电磁能量。第三，由于缺乏散热，弹性体较差的热性能限制了性能。
近期，韩国汉阳大学Yei Hwan Jung和Hyoungsuk Yoo等人提出了应变恒定的可拉伸RF电子器件，它可使用“介电弹性”材料作为基底，在各种各样弹性应变下完全保持原始RF特性。电介质弹性材料具备物理上可调谐的介电特性，有效地避免了在接口RF电子器件中出现的频率偏移。与传统的可拉伸基底材料相比，该材料具备优越的电学、机械和热学性能，适用于高性能可拉伸射频电子器件。最后，研究还提出了一套基于应变恒定可拉伸射频电子器件的皮肤接口无线医疗保健监测仪，在应变下其无线 m。相关工作以“Strain-invariant stretchable radio-frequency electronics”为题发表在Nature。
可拉伸RF器件在受到由工作频率的大偏移引起的机械应变时，即使在小应变下，也会发生无线性能直线下降，是因为衬底的介电常数在应变下保持恒定。因此，作者提出了一种用于可拉伸RF电子器件的弹性体基底材料，该材料应具有：（1）可调谐的介电常数，该介电常数随应变线性变化，并充分取决于接口RF电子器件工作频率的偏移；（2） 在宽频率范围内的低介电损耗；（3） 高热导率；以及（4）与现有弹性体基材的机械模量和拉伸性相当的机械模量。为此，作者设计了基于“介电弹性体”（DEE）的应变恒定可拉伸RF电子器件，其介电常数随着应变而变化，从而有效地调谐RF特性以防止谐振频率（f0）偏移（图1）。
研究证明，将聚集在微米级球体中的高κ陶瓷纳米颗粒（NP）嵌入弹性体基质中，可形成复合形式的DEE，实现上述所有性能。在这种复合材料中，介电常数随着拉伸而线性下降。这能够正常的使用以DEE为介质的平行板电容器模型来解释。由高κ陶瓷NP主导的垂直偶极极化产生的反向场（Ep）的量随着团簇被挤压到椭球体而减少，因此导致Enet的增加和有效介电常数（εeff）的总体降低。例如，由此产生的DEE表现出εeff的大变化（Δεeff-30% = 1.95），应变（30%）为2.4 GHz。相比之下，传统弹性体（例如Ecoflex）的εeff变化可忽略不计（Δεeff-30% = 0.05）。相比于Ecoflex（tan δ = 0.024），在2.4 GHz处复合材料还表现出较低的损耗正切（tan δ = 0.0074），而这正是嵌入NP的结果（图2）。
实验和计算分析证实，引入的DEE的介电弹性响应是通过嵌入弹性体基体中的高κNP团簇在应变下的几何变形产生的。此外，DEE还表现出适用于可拉伸基材的柔软和可拉伸的机械性能。因此，对远场天线、电感线圈和传输线等关键可拉伸射频组件的全面演示验证了，与传统的硅弹性体相比，使用DEE作为基底材料获得应变不变射频性能的成功。这些结果共同证明了创建一个完全无线可拉伸系统的能力，例如皮肤接口的医疗保健监测设备，该系统能在广泛的无线%）下递送临床相关的数据，同时还不需要电池进行供能。此外，基于DEE的可穿戴仿生带还展示了具有高性能无线功能的全身健康监测能力（图3）。
本文介绍了应变不变的可拉伸射频电子器件，该器件可以在各种各样弹性应变下保持其初始电气特性，从而为可拉伸系统提供稳定、高性能的无线通信和功率传输能力。所报道的可拉伸RF器件使用具有可调介电性能的弹性体复合材料（即DEE）作为基底，这有效地恢复了由弹性应变引起的RF性能的任何变化。因此，该研究所介绍的材料、制造方法和设计策略为在可拉伸电子设备中实现高性能无线功能奠定了坚实的基础，并且应该与许多别的需要无线功能的可拉伸系统来进行相关联。
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