液态金属基材料现在可以帮助柔性电子器件形成气密性_环球观天下

来源：cnBeta 　2023-02-07 15:30:00

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一个研究小组开发了一种新材料，它不仅有弹性，而且不受气体和液体的影响，这是这类材料通常不擅长的领域，而这可能对制造柔性电池或可穿戴电子设备很有用。

设计材料往往需要在某些特性之间进行权衡。如果希望某种物品能够阻止气体和液体进入内部，那么通常就需要一种较为强韧和坚固的材料。另一方面，如果需要有一点弹性的东西，那么只能选择至少让一些气体或液体渗入。

但在一项新的研究中，北卡罗来纳州立大学（NCSU）的研究人员已经开发出一种新材料可以同时做到这两点。关键是一种被称为共晶镓和铟（EGaIn）的奇怪合金，它是由这两种软金属组成的，在室温下是液体。镓铟已被证明是一种多功能的材料--近年来它被用作碳捕获催化剂、可溶解的植入物以及可拉伸和可扭曲的电子设备。

为了制造他们的新材料，研究小组将一层薄薄的氮化镓包裹在一种弹性聚合物中。在聚合物的内部是一系列微小的玻璃珠，它们使氧化铝不会聚集在一个地方。这使得这种新材料成为一种有弹性的柔性聚合物，它的液态金属中心能有效地防止气体和液体通过。

在测试这种材料的有效性时，研究小组测量了液态金属是否会随着时间的推移而蒸发掉，以及氧气是否会从这种聚合物制成的密封容器中逸出。在这两种情况下，都没有检测到液体或气体的损失，表明它是一个有效的屏障。

在更详细的实验中，研究人员测试了这种聚合物在可拉伸电子设备中作为密封的效果如何，实验装置包括一个电池和一个热传导系统。同样，该聚合物帮助这两种设备很好地发挥了它们的作用，在500次循环中保持了电池的高容量，并增加了传热系统的导热性。

最后，该团队在聚合物上添加了一个信号传输窗口，并证明它也可以用来让无线信号通过。综上所述，这些实验表明，这种灵活的、非渗透性的材料可以有一系列的应用。

一个可能的缺点是，EGaIn相对昂贵。但研究小组说，未来应该有空间来优化材料以降低成本，因为成本不是这项研究的重点。如果希望降低成本，他们建议的一种方法是使用更薄的氮化镓薄膜。

这项研究发表在《科学》杂志上。

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