二维碳化钛MXene作为一种新型纳米材料，凭借其超高的电导率、良好的柔韧性、优异的电化学性能及生物相容性，成为柔性电子、可穿戴医疗设备、智能传感等领域的研究热点。

基于MXene的系统级电子器件（MXetronics），能够集成传感、储能、通信等多种功能，在下一代医疗健康监测、人机交互、柔性机器人等领域具有不可替代的应用价值，尤其是可穿戴医疗设备，亟需兼具高稳定性、全向可拉伸性和多功能集成的电子器件，以实现与人体皮肤的无缝贴合和复杂运动下的精准监测。

目前，MXetronics的产业化应用面临着核心瓶颈——MXene薄片层间主要依靠微弱的范德华力结合，层间结合力薄弱，导致其制备的薄膜在受到机械应变（如拉伸、弯曲、扭曲）时，极易发生层间剥离和薄膜断裂，进而引发器件失效，具体表现为电导率下降、工作不稳定、数据传输失真，甚至出现电连接中断，无法满足可穿戴设备在人体运动（如手腕弯曲、肢体伸展）等复杂场景下的长期稳定服役需求。

此外，现有改善MXene薄膜机械稳定性的策略，多通过添加弹性基质或层间改性实现，但往往会牺牲MXene的电学性能，或仅能实现单向拉伸稳定，无法实现全向可拉伸与应变不变性的协同，难以兼顾器件的机械稳定性、电学性能和多功能集成，严重阻碍了MXetronics在可穿戴医疗监测等领域的实际应用。

同时，下一代医疗健康监测系统对电子器件的要求不断提升，不仅需要具备全向可拉伸性以适配人体复杂运动，还需集成传感、储能、通信等多种功能，实现运动状态下的精准监测，这进一步加剧了MXetronics的研发难度。

为此，西南交通大学杨维清研究团队针对MXene层间结合力薄弱、器件应变稳定性差的核心瓶颈，创新性地提出了层级刚度微网格工程策略，成功制备出应变不变、全向可拉伸的MXene电子器件（sos-MXetronics），实现了机械稳定性、电学性能与多功能集成的协同提升，取得了突破性进展。该研究的核心创新在于，打破了“机械稳定性与电学性能不可兼得”的传统局限，通过结构设计而非材料改性，实现了MXetronics的全向可拉伸与应变不变性。

研究团队采用的层级刚度微网格工程，核心是将图案化高弹刚性区域（elastiff regions）与模量缓冲互连结构进行协同集成：高弹刚性区域能够为器件提供结构支撑，维持核心功能单元（如传感器、储能器件）的稳定性，避免其在应变下发生结构损坏；

模量缓冲互连结构则可缓冲应变带来的应力冲击，减少应力在MXene薄膜上的集中，有效抑制层间剥离和薄膜断裂，进而防止器件性能偏移。这种结构设计无需对MXene材料本身进行改性，可最大程度保留其优异的电学和电化学性能。

为验证该策略的可行性，团队设计并制备了半径为3.3厘米的圆形sos-MXetronics，实现了多功能集成——集成了近场通信（NFC）天线、八个微型超级电容器（MSCs）、三个电阻式传感器以及互连导电网络，可同时实现传感、储能、数据传输等多种功能。

实验测试表明，该器件展现出优异的应变不变性：即使在40%的全向拉伸应变下，其各项性能仍能保留95%-98%，远优于现有MXene柔性电子器件；在实际应用场景中，该器件能够最小化运动诱导伪影，即使在人体手腕变形过程中，也能稳定实现血压监测，且不会发生电连接中断，监测数据精准可靠，完全满足可穿戴医疗设备的实际服役需求。

该研究的核心价值在于，一是解决了MXene电子器件层间结合力薄弱、应变稳定性差的核心瓶颈，为MXene在柔性电子领域的实际应用迈出了关键一步；二是提出了一种全新的柔性电子器件结构设计思路，无需材料改性即可实现全向可拉伸与应变不变性，为其他二维材料基柔性电子器件的研发提供了通用参考；

三是实现了sos-MXetronics的多功能集成，为下一代可与人体无缝集成的医疗健康监测系统奠定了技术基础，推动可穿戴电子、智能医疗等领域向高性能、高可靠性、多功能方向发展，具有重要的理论意义和实际应用价值。