Stretchable electronics find widespread uses in a variety of applications such as wearable electronics, on-skin electronics, soft robotics and bioelectronics. Stretchable electronic devices conventionally built with elastomeric thin films show a lack of permeability, which not only impedes wearing comfort and creates skin inflammation over long-term wearing but also limits the design form factors of device integration in the vertical direction. Here, we report a stretchable conductor that is fabricated by simply coating or printing liquid metal onto an electrospun elastomeric fibre mat. We call this stretchable conductor a liquid-metal fibre mat. Liquid metal hanging among the elastomeric fibres self-organizes into a laterally mesh-like and vertically buckled structure, which offers simultaneously high permeability, stretchability, conductivity and electrical stability. Furthermore, the liquid-metal fibre mat shows good biocompatibility and smart adaptiveness to omnidirectional stretching over 1,800% strain. We demonstrate the use of a liquid-metal fibre mat as a building block to realize highly permeable, multifunctional monolithic stretchable electronics. Coating of liquid metals on electrospun elastomeric fibre mats leads to the realization of conducting buckled meshes that can be stretched up to 1,800% strain while preserving both stable electrical properties and permeability to air and moisture.

A phosphor with remarkable long persistent luminescence features, Zn3Ga2Sn1O8:0.5 Cr3+, suitable for deep and reproducible tissue imaging has been rationally designed and successfully fabricated. This phosphor shows bright and long persistent luminescence over 300 h in the near-infrared region, and permits an enabling long-term, reproducible, real-time and reliable structural imaging of deep tissues. Moreover, the revived luminescence and persistent luminescence under the excitation of near-infrared incoherent light are also demonstrated to reveal an optional multiplexed detection. This new luminescent indicator will allow repeatable visualization of the structural and functional processes in cells, tissues and other complex systems. In addition, multifarious and systematic investigations are successfully carried out to unravel the nature of traps and also to verify the rationality of the material design.

Lightweight and flexible energy storage devices are urgently needed to persistently power wearable devices, and lithium-sulfur batteries are promising technologies due to their low mass densities and high theoretical capacities. Here we report a flexible and high-energy lithium-sulfur full battery device with only 100% oversized lithium, enabled by rationally designed copper-coated and nickel-coated carbon fabrics as excellent hosts for lithium and sulfur, respectively. These metallic carbon fabrics endow mechanical flexibility, reduce local current density of the electrodes, and, more importantly, significantly stabilize the electrode materials to reach remarkable Coulombic efficiency of >99.89% for a lithium anode and >99.82% for a sulfur cathode over 400 half-cell charge-discharge cycles. Consequently, the assembled lithium-sulfur full battery provides high areal capacity (3 mA h cm-2), high cell energy density (288 W h kg-1 and 360 W h L-1), excellent cycling stability (260 cycles), and remarkable bending stability at a small radius of curvature (<1 mm).

Abstract Three-dimensional (3D) glass chips are promising waveguide platforms for building hybrid 3D photonic circuits due to their 3D topological capabilities, large transparent windows, and low coupling dispersion. At present, the key challenge in scaling down a benchtop optical system to a glass chip is the lack of precise methods for controlling the mode field and optical coupling of 3D waveguide circuits. Here, we propose an overlap-controlled multi-scan (OCMS) method based on laser-direct lithography that allows customizing the refractive index profile of 3D waveguides with high spatial precision in a variety of glasses. On the basis of this method, we achieve variable mode-field distribution, robust and broadband coupling, and thereby demonstrate dispersionless LP 21 -mode conversion of supercontinuum pulses with the largest deviation of <0.1 dB in coupling ratios on 210 nm broadband. This approach provides a route to achieve ultra-broadband and low-dispersion coupling in 3D photonic circuits, with overwhelming advantages over conventional planar waveguide-optic platforms for on-chip transmission and manipulation of ultrashort laser pulses and broadband supercontinuum.

Silicon carbide-based titanium silicon carbide (SiC–Ti3SiC2) composites with low free alloy content and varying Ti3SiC2 contents are fabricated by two-step reactive melt infiltration (RMI) thorough complete reactions between carbon and TiSi2 alloy in SiC-C preforms obtained. The densities of SiC-C preform are tailored by the carbon morphology and volumetric shrinkage of slurry during the gel-casting process, and pure composites with variable Ti3SiC2 volume contents are successfully fabricated with different carbon contents of the preforms. Due to the increased Ti3SiC2 content in the obtained composites, both electrical conductivity and electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness improved progressively, while skin depth exhibited decreased consistently. The improvement in the EMI shielding effectiveness of the composite is due to the free electrons being bound to move in the conductive network formed by the Ti3SiC2 phase, converting electrical energy into thermal energy and reducing the energy of electromagnetic waves. Notably, at a Ti3SiC2 content of 31 vol.%, the EMI shielding effectiveness of the SiC–Ti3SiC2 composites in the X-band reached an impressive 62.1 dB, confirming that SiC–Ti3SiC2 composites can be treated as high-performance EMI shielding materials with extensive application prospects.

Abstract Implantable physiological electrodes provide unprecedented opportunities for real‐time and uninterrupted monitoring of biological signals. Most implantable electronics adopt thin‐film substrates with low permeability that severely hampers tissue metabolism, impeding their long‐term biocompatibility. Recent innovations have seen the advent of permeable electronics through the strategic modification of liquid metals (LMs) onto porous substrates. However, the durability of these electronics is limited by the inherent poor wettability of LMs, particularly within the intricate 3D skeleton of the porous substrate. Herein, the study reports a spatial wettability tuning strategy that solves the wettability issue of LMs within the porous substrates, enabling the LM physiological electrodes with high durability and long‐term biocompatibility. The study demonstrates the use of the electrodes as implantable neural interface to realize in vivo acquisition of electrocardiograph and electrocorticogram signals with long‐term biocompatibility and high signal‐to‐noise ratio. This work demonstrates a promising direction for rational design of durable implantable bioelectronics with long‐term biocompatibility.