近来，上海交通大学资料科学与工程学院邓涛教授和尚文副研讨员课题组，联合美国北卡罗来纳州立大学Michael D. Dickey教授课题组和A123体系研制中心的王浚博士，在柔性封装资料与技能范畴获得重要开展。该团队根据液态金属制造了一种柔性封装资料，能防备气体与液体浸透，保证可拉伸电池、可拉伸传热体系等柔性器材的长时间安稳运转，相关研讨结果发表于Science。

  传统的刚性电子设备为了阻隔水和氧气等反响性物质，保证器材的长时间安稳性，一般会包裹在包装资料中。现在，可变形电子科技类产品的需求日益添加，但是传统封装资料无法统筹可拉伸和高气密性，使得该范畴开展受限。

  “长时间以来，咱们从始至终在弹性和气密性之间进行权衡。现在总算迈出了重要的一步。”该论文的一起通讯作者Michael Dickey教授说，“无机或金属等具有十分杰出气密性的资料，往往是不行拉伸的，可拉伸功能较好的弹性体却难以阻挠气体的浸透。本研讨中，咱们开发了一种既能供给所需弹性，又能防止气体浸透的资料。”

  咱们日常日子中随处可见的薯片袋、易拉罐，所运用的铝和钢等金属都是超卓的浸透屏障，但是金属一般是刚性的。液态金属，尤其是镓及其合金，是最近引起研讨界日益重视的破例。液态金属一起具有金属的导电性和流体的变形性，使它们适用于可拉伸、柔性电子设备，也可用作热界面资料。一起，液态金属还具有与一般金属类似的密封性，以及远低于一般弹性体的杨氏模量（图1）。这种高弹性和高密封性的组合，使液态金属成为柔性密封资料的抱负挑选。

  图1 金属、弹性体和液态金属的可拉伸和密封功能示意图。金属一般具有刚性（高杨氏模量）和高密封性；弹性体具有弹性（低杨氏模量）和低密封性；液态金属表现出流动性（有用零杨氏模量）和与其他金属相同杰出的密封性 参考文献[1]

  论文中提出的新技能，就利用了室温下呈液态的镓铟共晶合金（EGaIn）。如图2所示，研讨人员将一层EGaIn薄膜填充到两片弹性聚二甲基硅氧烷（PDMS）片中，得到一个内衬液态金属的密封“弹性护套”。PDMS片内外表镶嵌微米玻璃球阵列作为支撑体，防止变形陷落导致密封功能衰减。

  图2集成到可拉伸锂离子电池中的液态金属基密封件的分化示意图 参考文献[1]

  为测验该新式封装资料，研讨人员设定了评价规范，其一是该资料答应多少液体蒸腾，其二是它答应多少氧气走漏。“咱们得知，这种新资料所封装的容器，没有可测得的液体或氧气丢失。”一起通讯作者、上海交通大学教授邓涛说。

  谈及此种新资料的本钱问题，邓涛教授表明：“液态金属自身适当贵重。但是，咱们达观地以为该技能还能持续优化——例如进一步减小EGaIn薄膜的厚度以削减相关本钱。现在单个‘弹性护套’的本钱为几美元。”

  凭仗高密封性和软机械功能，EGaIn为统筹可拉伸性和气密性的柔型封装资料拓荒了新规划空间，有助于在各种范畴完成使用，包含柔性电子体系、可穿戴体系、动力出产存储体系、传热体系、传感体系和生物医学体系等等。

  在本论文中，研讨人员还介绍了这种新式封装资料在可拉伸相变传热设备方面的使用。此外，如果在组件中参加玻璃窗传输电磁波，液体金属对无线通信的屏蔽问题也能得到解决。

  Dickey教授表明：“咱们也在寻觅职业合作伙伴来探究这项作业的潜在使用。除了用于软电子科技类产品的柔性电池，其他液体或氧气灵敏的设备也将从这项技能中获益。”

  （一起）通讯作者 上海交通大学资料科学与工程学院，邓涛教授、尚文副研讨员；美国北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系，Michael D. Dickey教授；A123体系研制中心，王浚

  （一起）榜首作者 上海交通大学资料科学与工程学院，申清臣、蒋墨迪、王锐桐、宋柯贤；美国北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系，Man Hou Vong

  原标题：《未来光锥前沿 上交大团队Science：液态金属柔性封装资料，兼具密封作用》

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