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液态金属可用于在柔性基质中形成导电通路，但这种方法需要对软材料进行图案化，并使用激光或机械力烧结液态金属。在此，韩国科学技术院（KAIST） Jiheong Kang教授等人使用声场在聚合物基质内组装液态金属颗粒网络，以制备弹性印刷电路板。结果表明，本文的器件表现出高导电性、高拉伸性、强粘附性，且拉伸过程中电阻的微小变化可以忽略不计。同时，由于声场策略是通用的，作者通过将各种聚合物与液态金属相结合来合成水凝胶，自修复弹性体和光刻胶。相关研究成果“Universal assembly of liquid metal particles in polymers enables elastic printed circuit board”为题发表在Science上。弹性印刷电路板 （E-PCB） 是一种导电框架，用于系统级可拉伸电子设备的简单组装。E-PCB需要具有高导电性的弹性导体，高拉伸性，对各种组件的坚韧附着力，即使在大应变下也能察觉到阻抗变化。镓（Ga）是一种银蓝色金属，熔点为29.8°C，可用于制造具有各种性能的合金。例如，Ga和铟（In）的合金（3：1）熔点约为15.7°C，尽管In的熔点为~157°C。在室温下为液态的Ga合金，称为Ga基液态金属（GaLM），通常具有低毒性和高导电性和导热性。由于这些特性，GaLM-聚合物复合材料已被考虑用于在可拉伸设备中制造电子元件，例如用于生物医学和生物传感应用的器件。然而，使用GaLM聚合物复合材料可靠地制造可拉伸导电电路的策略仍然难以捉摸。本文提出了一个液态金属颗粒网络（LMPNET），其通过向固态绝缘液态金属颗粒复合材料施加声场作为弹性导体来组装。结果表明，LMPNET导体满足上述所有要求，并能够制造多层高密度E-PCB，其中许多电子元件紧密集成以创建高度可拉伸的皮肤电子设备。此外，本文的策略也可以生成LMPNET在各种聚合物基质中，包括水凝胶、自修复弹性体和光刻胶，从而显示出它们在软电子中的应用潜力。其中，本文也作为最新一期文章的封面论文。制备策略：为了合成LM颗粒（LMPs），将30 mL丙酮放入玻璃瓶中，同时注入1.35g LM。然后将探针超声器以63µm振幅（44%）在室温水浴中20分钟，产生LM微滴。采用行星离心混合器离心分离LM液滴30分钟。然后小心地倒出溶剂。对于lm-聚合物复合材料，将聚合物溶液加入到小瓶中，并使用AR-100在混合模式下混合10分钟。一旦墨水制造完成，就通过丝网印刷工艺将其绘制在聚合物基底上。将lm-聚合物复合材料打印出来后，在80°C下干燥24小时，以去除剩余的溶剂。干燥过程结束后，将薄膜用透明胶带固定在玻璃上，然后放入一个装满水的玻璃罐中。注意的是：使用振幅为43µm（30%）的探针超声器对打印的复合材料施加声场。图1. 聚合物中液态金属颗粒网络的形成及其在弹性印刷电路板中的应用Wonbeom Lee et al., Universal assembly of liquid metal particles in polymers enables elastic printed circuit board, 2022, Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo6631【免费】为国内外课题组发布招聘信息，详情联系电话/微信：13632601244