材料科学与工程学院李现凯副教授在液态金属粉体材料方面取得进展

近日，我院李现凯副教授在材料领域顶级期刊《AdvancedFunctional Materials》上发表题为“Liquid Metal Powders Wrapped with Robust Shell by Bimetallic Ions Chelation Strategy for Energy Harvesting and Flexible Electronics”的论文（DOI为：https://doi.org/10.1002/adfm.202313960），论文的第一单位为青岛大学材料科学与工程学院，第一作者为硕士研究生齐秀磊同学。

液态金属（LM）具有优异的导电性和流动性，在柔性可拉伸电子领域具有广阔的应用前景。但是高表面张力（例如：EGaIn，624 mN m^‒1）使其难以与基体材料有效的结合，并且在使用过程中容易泄露。尽管通过微纳化的方法生产LM微纳液滴可以解决棘手的加工问题，但由于液滴表面的化学活性，使其在溶液中难以长时间稳定保存。

针对以上问题，青岛大学李现凯副教授团队，在前期通过在LM微纳液滴表面包覆微凝胶壳（Adv. Funct. Mater.2018, 28, 1804197）的基础上，通过引入Ca²⁺作为第二金属离子与海藻酸表面富余的羧基螯合，进一步通过洗涤、干燥分离出来具有稳固外壳的LM粉体材料。

这些非粘性LM粉体材料不仅在溶剂（水和有机溶剂）和空气中具有较高的化学稳定性，而且可以便携运输，减少其在运输过程中由于粘性带来的损失。同时，这些微纳米颗粒组成的LM粉体材料具有优异的光热效应，可以进一步设计进行能量收集。此外，利用外加压力的方式，实现壳层的破坏和内部导电液体的流出融合，这种通过机械烧结恢复导电性的方法可用于构筑柔性可拉伸电子器件、电磁屏蔽薄膜、电致加热器和智能致动器。因此，这种通过双金属离子螯合策略制备LM粉体材料的方法不仅可以拓宽LM微纳材料的界面理论，而且可以生产稳定、可运输、具有多功能特性的LM粉末，极大提高了LM流体的实用性，在柔性可拉伸电子器件、智能致动器和电子皮肤等领域有巨大的应用前景。

另外，该团队在液态金属/海藻复合纤维（Adv. Sci.2023, 10, 2303406）、液态金属/口香糖柔性电子材料（J. Mater. Chem. C2023, 11, 10455）、液态金属粉体颗粒（ACS Appl. Mater. & Interfaces2022, 14, 48150）、纳米复合导电纤维（ACS Appl. Mater. & Interfaces2023, 15, 18272）等领域取得系列进展。上述研究获得国家自然科学基金青年基金（22105111）、山东省高等学校青创团队(2022KJ151)、山东省自然科学基金(ZR2021QB094)、中国博士后面上基金（2022M711736）和青岛市应用研究项目的支持。