《AFM》水一样轻的室温液态金属

与聚合物、塑料、木材等非金属材料比拟，室温液态金属的高密度(平日大于5gcm-3)是其普遍应用的首要障碍。这将给构建的组件带来额外的重量，导致强烈的不适、更大的能源消费和更糟糕的用户体验，稀奇是在需要大量金属的情形下，如可穿戴外骨骼、软机械人或便携式电子设备。近日，来自清华大学JingLiu传授报道了一种轻如水的液态金属实体概念材料，在温度调节下仍然连结着优异的一致性、导电性和刚度转变，有望用于制造各类进步的软机械人和水下设备。相关论文以题为”LightweightLiquidMetalEntity”于2月17日揭橥在AdvancedFunctionalMaterials上。 （原创文章久久自媒体）

论文链接： （本文来自久久自媒体）

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201910709

室温液态金属是一种低熔点金属，具有精巧的导电性、导热性和举止性，是将传统电子产物从刚性材估中解放出来的有效选择。与汞比拟，低蒸气压的镓基合金具有很大的生物平安性优势。而且得益于其熔点，该合金还能够在室温局限内轻易地实现固液相变。在很多范畴都有应用，如柔性电子、增材制造、可穿戴设备、生物医学实践、外骨骼系统、和软机械人等，液态金属是非常幻想的材料。

此外，因为高外观张力(约等于624mNm-1)和液态的特征，在设计的构造中也很难形成共晶镓铟合金(eGaIn)，这被认为是eGaIn普遍应用的局限性。正如上述所言，液态金属的高密度以及外观张力大等身分，限制了液态金属的普遍应用。今朝为了降低液态金属的密度，平日采用在复合材估中降低液态金属组分质量的方式-降低金属的使用量，如将金属涣散成小液滴或极薄的金属层。然而，这些方式或者会导致功能的损失，稀奇是在导电性和一致性方面。

到今朝为止，还没有一种通用的方式来制造幻想的液态金属基材料，使其凭据各类需要具有更轻的密度。幸运的是，比来的研究发现，氧化物的存在对eGaIn与其他材料的连系有很大的匡助，稀奇是硅、金属颗粒和聚合物。本文从广义的角度出发，提出了一种轻如水的液态金属轻实体概念材料。

在此，研究者提出并论证了低密度、高延性、精巧的成形能力和刚度可变性的液态金属复合材料。为了典型的演示目的，以玻化微珠(GB)为重点，以eGaIn合金为基体金属，制备了轻量液态金属复合材料(GB-eGaIn)，该复合材料具有较低的密度和浮力，精巧的导电性以及可经由温度调节在软状况和完全刚性状况之间的相变能力。一种由共晶镓铟合金(eGaIn)和玻璃泡构成的超轻材料，其密度能够降低到2.010甚至0.448gcm-3以下，甚至比水还要轻，，但在温度调节下仍然连结着优异的一致性、导电性和刚度转变。该材料可进一步经由折叠或力的调节来构建各类复杂的构造，以适用于各类应用场景，可反复使用8次，功能损失不显着。

图1玻化微珠(GB)和GB-eGaIn

图2GB-eGaIn复合物的相关表征和测试

图3GB-eGaIn在平面构造中相关的力学和电学表征

图4在GB-eGaIn中添加水后的描写

图5平面GB-eGaIn的漂浮示意

图63DGB-eGaIn复合物

该文提出了轻质液态金属复合材料的概念。经由在液态金属中引入玻化微珠，研究者研制出了一种具有高舒适性、延展性和导电性的轻质材料。该研究工作打开了轻质液体金属在各类设备和软机械人范畴内使用的将来之门。

起原：材料科学与工程公家号，作者：水生。