鐵基磁性液態金屬再現神奇多功能電子特性： 可修復、可降解、可轉印

來自清華大學醫學院、中科院理化所的劉靜教授團隊從事液態金屬相關研究近二十年，該研究小組發現，在室溫下呈液態的鎵及其合金，擁有良好的導電性、柔性和生物相容性，可作為一種*的液態柔性導電材料，用于制備可拉伸的柔性電子器件及電子電路。近日，該研究團隊成功研發出一種基于磁性液態金屬的多功能柔性電路。這種多功能柔性電路具有可修復、可降解以及可轉印等功能。該成果以“Magnetic liquid metal (Fe-EGaIn) based multifunctional electronics forremote self-healing materials, degradable electronics and thermal transferprinting”為題發表在國際知名期刊Advanced Science上，清華大學國瑞博士生和理化所孫旭陽博士為本文的共同*作者，通訊作者為清華大學劉靜教授。

在這項工作中，研究人員將特定質量分數的鐵粉摻雜在鎵銦合金中，配制成一種磁性液態金屬漿料。摻雜在液態金屬中的固態鐵顆粒不僅降低了液態金屬的流動性，使其更易塑形和印刷，而且可以通過外加磁場控制磁性液態金屬漿料中的鐵顆粒運動。此外，早期的研究發現這種摻雜固態金屬顆粒的液態金屬漿料在不同基底材料表面的粘附性具有顯著差距。基于該原理，研究人員將對磁性液態金屬粘附性較高的果糖膠水事先涂敷在對磁性液態金屬漿料粘附性較差的PVA薄膜表面，之后將該薄膜壓覆在涂布磁性液態金屬漿料的基板上。在磁場作用下，磁性液態金屬漿料被轉印到涂覆有果糖膠水的PVA薄膜表面。

該項工作使用的三種材料（磁性液態金屬、PVA薄膜以及果糖）分別賦予該柔性電路可修復、可降解以及熱轉印等功能。

1.磁性液態金屬用于電路修復

該研究發現在外界磁場作用下，分布在磁性液態金屬中的鐵顆粒可以被聚集以及跟隨磁場運動，并且由于毛細作用，帶動部分液態金屬發生位移。基于此，受外界機械力切斷的液態金屬電路可以通過一塊永磁體非接觸地將受損部位重新連接。文章展示了這種磁性液態金屬電路用于可重構天線以及機器人電路的修復。

2.水溶性PVA薄膜實現電路降解

此外，這項工作使用的PVA薄膜和果糖都具有很好的水溶性，因此在水環境中這種柔性電路可以被快速分解，并且其中的磁性液態金屬可以被部分回收。該功能可以進一步降低電路的使用成本以及減少環境污染。

3.果糖使能的電路熱轉印

*后，研究發現在高溫環境下，果糖對磁性液態金屬漿料的黏附性大大降低，使得黏附在其表面的磁性液態金屬電路可以完全轉移到其他柔性基底表面，如Ecoflex等，用于制備可拉伸的電子電路。

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