中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
液態(tài)金屬如鎵的合金在常溫下不僅自身具有流動(dòng)性，電流也能在其中流動(dòng)，是作為可拉伸器件和電路的理想材料。但是液態(tài)金屬具有巨大的表面能（難以鋪展），且其表面會(huì )自發(fā)形成絕緣氧化膜，這就使得液態(tài)金屬在各種基底上的印刷一直是一個(gè)難題。為了克服液態(tài)金屬的表面能，并高效地破碎液態(tài)金屬顆粒表面的氧化膜，蔣興宇課題組使用液態(tài)金屬顆粒印刷-高分子澆注-高分子剝離的方法，得到了高導電、高彈性的液態(tài)金屬-高分子復合物。在該復合物表面，液態(tài)金屬的“島”分布在高分子的“海洋”中，液態(tài)金屬的“島”實(shí)現了與外部器件的連接；而在復合物內部，則是四通八達的液態(tài)金屬“河流”, 該河流保證了復合物的高導電性和高彈性。整個(gè)制備工藝可在室溫下進(jìn)行，可避免高溫對高分子基底的破壞。
蔣興宇課題組將該復合物印刷在彈性的硅膠基底上制成高彈性的電路，該電路在極端的應變條件下（>500%）也不會(huì )失效。他們也將復合物印刷在乳膠手套上制成鍵盤(pán)手套，該手套不僅能監控手部動(dòng)作，而且能實(shí)現字符的輸入。蔣興宇課題組進(jìn)一步將該復合物制成電轉染的生物電極，實(shí)現了活細胞基因的高效轉染。該項研究將有望大大增加電路的彈性，降低柔性可拉伸電路的制造成本，還將促進(jìn)可穿戴設備、可植入器件以及柔性機器人等新領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和應用。
該項研究得到了國家自然科學(xué)基金委、中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部等的支持。
論文鏈接：https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(18)30068-3
