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液態金屬可以將常規材料轉化為智能電子設備

2023-06-17 11:27
來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
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據《細胞報告物理科學》雜志最新發表的論文介紹,一種將液態金屬涂層應用于不易與液態金屬結合的表面的技術,可以將表面涂敷了液態金屬的紙張和塑料等日常材料轉化為電子“智能設備”。

如何將液態金屬成功地涂敷于干燥的傳統材料的表面?“要想實現液態金屬涂層在基材上的穩定附著力,是非常有難度的。”清華大學科學家袁博介紹,液態金屬極高的表面張力使其難以與包括紙張在內的傳統材料結合。為了攻克這個技術難題,科學家們進行了不斷的嘗試策和略更新。比如,通過“轉移印刷”——使用第三種材料將液態金屬粘合到物體表面。但是,添加更多材料不僅會使過程更加復雜化,還可能削弱最終產生的電氣、熱學或機械性能。

那么,是否可以在不犧牲金屬性能的情況下,實現直接在基材上“印刷”液態金屬的目的呢?對此,科學家們嘗試將兩種不同的液態金屬(eGaln 和 BilnSn)應用于各種硅樹脂和硅樹脂聚合物印模,然后在摩擦時施加不同的力以貼合到紙面上。“經過大量的反復試驗,我們終于找到了正確的力度參數來實現穩定、可重復的粘合。”袁博介紹說,用較小的力在紙上摩擦覆蓋有液態金屬的印章,可以使金屬液滴有效地結合到表面上;反之,若施加了較大的力,則可以防止液滴停留在原位。而且,涂敷了液態金屬的紙張仍然保持有其作為紙的通常特性,完全可以像往常一樣拿來折疊紙鶴,而不受影響。

那么,敷有液態金屬涂層的材料,在應用之后是否還能將其保持在材料物的原位呢?對此,袁博表示,“就像紙上的濕墨水可以用手擦掉一樣,液態金屬涂層也可以在應用時被接觸到的物體擦掉。”但科學家們已經可以通過包裝材料使其固定的涂敷材料的表面,未來還將努力尋找一種不需要任何輔助材料的技術方案實現更便捷地固定。

液態金屬除了可以涂敷于紙張之外,是否也能同樣應用于金屬、陶瓷等其他材質材料的表面呢?袁博表示,團隊已經計劃在該方法的基礎上去做進一步的發展研究,以拓展到更多的材質和領域;同時,還將致力于使用經過這種方法處理的材料來構建智能設備。

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