紡織品的三維多孔結(jié)構(gòu)具有透氣性，能夠為人體提供舒適的穿著體驗，這使得電子織物成為開發(fā)下一代可穿戴設(shè)備的理想平臺。在這一領(lǐng)域，可拉伸且透氣的導(dǎo)體是構(gòu)建器件的關(guān)鍵材料，它通常通過將金屬納米結(jié)構(gòu)和涂層組裝到纖維上制成。這類導(dǎo)體雖然在松弛狀態(tài)下具有高導(dǎo)電性，但在反復(fù)拉伸過程中，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)容易斷裂和退化，從而影響設(shè)備的穩(wěn)定性。相較于固態(tài)導(dǎo)電材料，液態(tài)功能材料因其天然的可變形性和耐久性而備受關(guān)注，尤其是鎵基液態(tài)金屬合金。這類材料具有高導(dǎo)電性、低熔點和良好的生物相容性等優(yōu)勢。然而，液態(tài)金屬基導(dǎo)體在拉伸時電阻通常會快速增加，從而影響器件和設(shè)備的穩(wěn)定工作。目前，關(guān)于在大應(yīng)變下電阻變化極小的可拉伸導(dǎo)體的研究仍然較少，需要進一步探索。
針對上述挑戰(zhàn)，南京大學(xué)陸延青教授和孔德圣教授團隊開發(fā)了一種可原位變形的液態(tài)金屬微網(wǎng)導(dǎo)體材料。他們利用旋涂技術(shù)結(jié)合金屬模板，將液態(tài)金屬涂敷到彈性微纖維織物上，形成高分辨率的導(dǎo)電圖形。通過調(diào)控工藝參數(shù)，液態(tài)金屬涂層可制成微網(wǎng)多孔結(jié)構(gòu)，從而兼具良好的透氣性。在初次拉伸時，液態(tài)金屬微網(wǎng)表面的天然氧化層會隨之生長，阻礙其完全回彈，使光滑表層轉(zhuǎn)變?yōu)轳薨櫧Y(jié)構(gòu)。這種微觀結(jié)構(gòu)的變化使液態(tài)金屬涂層的形變模式從拉伸-松弛轉(zhuǎn)變?yōu)檎郫B-展開，從而顯著抑制了電阻的變化。例如，在拉伸至300%超大應(yīng)變的過程中，液態(tài)金屬微網(wǎng)的電阻變化率僅為11%。這項研究表明，空氣為微納尺度的液態(tài)金屬提供了天然的反應(yīng)環(huán)境，為操控和提升其性能開辟了新的途徑。相關(guān)研究成果以題為“Stretchable and Permeable Liquid Metal Micromeshes Featuring Strain-Insensitive Resistance Through In Situ Structural Transformations”的論文發(fā)表在最新一期《Advanced Materials》上。
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