想象一下，未来的显示屏可以像皮肤一样自由弯曲，电子设备能够贴合人体运动，医疗传感器可以像第二层皮肤一样实时感知人体状态。这些未来科技的实现，都离不开一种关键技术——可拉伸光电器件。与传统刚性电子设备不同，可拉伸光电器件需要在被拉伸、弯曲、扭转甚至反复变形的过程中，依然保持稳定的光学性能。因此，它不仅需要“柔软”，更需要“可靠”。然而，要实现这一目标，科学家长期面临一个难以解决的核心矛盾：高性能发光材料往往天生“刚硬”，而柔性器件又要求材料具备高度延展性。如何让坚硬、高效的发光材料与柔软、可变形的基底实现完美融合，成为可拉伸光电领域最具挑战性的科学问题之一。
以量子点为代表的新型发光材料具有优异的光学性能，例如高色纯度、宽色域以及可调节发光波长，被认为是下一代显示技术的重要候选材料。然而，量子点也存在天然局限：它们本质上是刚性的无机纳米晶体，难以承受大幅机械形变，同时容易受到水汽、氧气和热环境影响而发生性能衰减。这意味着必须同时解决两个问题：
1. 如何让刚性的发光材料适应柔性甚至可拉伸环境？
2. 如何长期保护这些敏感材料，使其在复杂环境中保持稳定？
为了破解上述难题，研究人员提出了多种解决方案。一种思路是采用柔性聚合物混合策略，即将发光材料嵌入柔软的弹性聚合物基体中，通过柔性基底承担外部机械形变，从而构建可拉伸发光体系。然而，对于量子点等无机发光材料而言，简单地与弹性聚合物混合仍存在明显局限。一方面，量子点容易发生团聚，导致发光材料分布不均并影响器件性能；另一方面，聚合物基体内部较大的自由体积使其难以有效阻隔水汽和氧气，因此通常仍需要额外的封装保护。
薄膜封装技术被认为是最有效的封装保护方法，可显著提高发光材料在复杂环境中的长期稳定性。然而，这类无机保护层本身具有较高刚性，在拉伸过程中容易产生裂纹并失效，通常难以承受超过1%的机械应变。即使通过引入柔性有机层构建有机无机复合封装结构，然而材料之间的模量差异仍会导致界面应力积累，使多层封装结构的可拉伸能力仍限制在约10%以下。除了材料策略，研究人员还探索了结构设计方法来缓解机械应变。例如，褶皱、屈曲等结构能够通过面外变形释放部分机械应力，但其可实现的拉伸范围通常仍低于30%。
近年来，柔性电子领域发展的岛状结构为解决刚柔兼容问题提供了新的思路。该策略通过将高模量刚性功能单元设计为独立的“岛”，并嵌入柔性连续基体中，使外部形变主要集中于柔性区域，而刚性区域几乎不承受机械应变。在柔性电子领域，研究人员已经通过蛇形线等几何结构设计以及本征可拉伸导体，实现了高度可变形的电子器件。然而，将这一理念应用于高性能发光器件仍然面临巨大挑战。
原因在于，将岛状架构应用于发光器件需要同时满足多个尺度上的精准调控要求。一方面，需要在柔性衬底上实现发光“岛”的微米尺度精准构筑与排列；另一方面，由于发光材料对水氧环境高度敏感，还需要在这些局域发光区域内实现选择性封装保护。这要求研究人员能够在原子尺度上精准控制薄膜生长区域。因此，如何在构筑独立发光区域的同时，实现与之匹配的局部保护，并避免封装过程对柔性基体造成影响，成为岛状架构应用于高稳定可拉伸发光器件的关键挑战。
刚柔分工：构建高稳定可拉伸发光新体系
针对这一长期挑战，华中科技大学陈蓉教授与曹坤教授团队提出利用嵌段共聚物自组装技术构筑空间隔离的发光区域，并结合选择性原子层渗透技术，实现了氧化物在发光“岛”区域内的精准沉积与保护，构建了“刚性发光岛—柔性连续基体”的结构。在这一结构中，柔性基体承担外部机械形变，而发光“岛”通过局部增强和环境保护保持稳定，从而实现机械耐受性与光学性能的协同提升。该策略在红、绿、蓝三种量子点发光体系中均得到验证，为构建兼具高稳定性和高可拉伸性的柔性光电器件提供了新的设计路径。相关成果以“Selective Domain-Driven Rigid–Soft Architectures Enabling Robust Multiaxial Stretchable Luminescent Emitters”为题，发表于Advanced Optical Materials，2026; 0:e71539，https://doi.org/10.1002/adom.71539，论文第一作者为文迪博士，通讯作者为陈蓉教授与曹坤教授。
从分子组装到局域保护：实现发光岛精准构筑
该刚柔结构的形成来源于BCP自组装与ALI选择性反应之间的协同作用。BCP通过微相分离形成空间受限区域，通过静电相互作用引导量子点优先分布于特定聚合物相中；随后，量子点表面的活性位点促进Al2O3在该区域内选择性生长，实现对发光单元的局部保护。这一过程不同于传统整体封装策略，而是在关键功能区域进行精准增强，使发光区域获得机械和环境稳定性，同时避免柔性基体因大面积无机化而失去延展能力。
应变解耦：让柔性区域承担变形，发光区域保持稳定
该结构设计带来的核心优势在于实现机械应变与光学功能之间的有效解耦。有限元模拟显示，当材料受到拉伸时，柔软区域主动承担形变，而被保护的发光区域保持稳定，这种应变分配机制避免了发光区域直接承受大尺度机械变形。模拟计算和实验结果均表明，该体系能够在高达100%的单轴/双轴拉伸及360°扭转条件下保持稳定发光性能，展现出优异的机械适应性。
从单一体系到RGB发光平台：展现广泛应用潜力
进一步拓展至红、绿、蓝三种量子点体系（图4），验证了该策略的普适性。结果显示，经过刚柔协同结构设计后的发光薄膜不仅保持优异光学性能，同时在水环境、高温以及长期空气暴露条件下表现出增强的稳定性。
该研究提出的“哪里需要保护，就在哪里增强”的区域选择性设计理念，为未来柔性光电材料的发展提供了新的结构设计思路。该策略有望为柔性显示、可穿戴光学传感以及智能软体系统中的功能材料设计提供参考。正如先进工程结构通过不同区域承担不同功能实现性能优化，未来材料也可能通过更加精准的空间结构设计，在强度、柔性和功能之间实现新的平衡。
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