9月7日消息,发表于《npj Flexible Electronics》的综述论文(DOI: 10.1038/s41528-026-00638-1)系统梳理了液态金属在可拉伸电子中的打印技术进展。液态金属兼具流体可变形性与超过10^6 S/m的金属电导率,可承受数千百分点量级的拉伸,是柔性电子皮肤、可拉伸电路与软体器件的理想导体候选。

综述聚焦室温呈液态的镓基合金——共晶镓铟合金(EGaIn)与Galinstan,毒性低、生物相容性较好。但其加工存在三大障碍:高表面张力(纯镓约700 mN/m)、低粘度导致沉积后难以成形,以及暴露空气后自发形成绝缘氧化层(电阻率超10 Ω·cm),使电接触电阻增大1000倍以上;镓还会与铝、铜等常用导体反应,需引入阻挡层。

应对策略已形成体系:在液态金属中添加纳米材料、碳纳米管或弹性体聚合物提高粘度,使沉积后形成稳定图案;通过机械去除、化学蚀刻、电化学还原破除表面氧化建立导电通路;机械或超声处理可击穿氧化层,高剪切混合可将氧化物碎片化并均匀分散于墨水中改善打印稳定性。组分设计同样关键——镓铟合金化可将表面张力降至约500-600 mN/m,改善在聚合物基板上的润湿;在EGaIn中掺入镍微粒可实现激光刻蚀微槽的被动填充,得到抗机械剥离的嵌入式电路。

打印路线覆盖从直写、掩模印刷等二维方法到直写墨水(DIW)、数字光处理(DLP)等三维乃至四维制造。综述指出,氧化层并非纯粹负面——它帮助液态金属核心保持非球形形状、形成稳定线条,是"结构保持"的物理基础。后续发展方向包括多材料可靠集成、规模化与可复现制造、防泄漏封装、可回收性以及机器学习引导的墨水设计,应用瞄准医疗健康、软体机器人与人机接口。 (来源:AZoM)