可穿戴和印刷电子的实现高度依赖于可印刷、高分辨、可拉伸电极材料的发展。由于具有高导电性、室温下可流动、无毒等特性，液态金属（EGaIn）是制备可拉伸电极的理想材料。但是，液态金属的低粘度和牛顿流体行为，使其很难直接通过印刷打印技术构建高精度的电极图案。而利用具有core-shell结构的液态金属纳米颗粒作为导电组分的复合导电油墨，也常被用于构建可拉伸的印刷电极材料。但其印刷电极同样受限于低导电率，低拉伸性，低分辨率，低粘度，低稳定性，或者低分散性等问题。

  近期，南开大学材料科学与工程学院梁嘉杰教授团队利用含金刚烷和环糊精接枝的聚乙烯醇同时作为液态金属纳米颗粒的乳化剂、分散剂和流变剂，首次提出了“水包金属”乳液的概念，通过金刚烷和环糊精的动态主客体作用力，制备具有粘弹性的水包液态金属乳液胶体油墨。该新型的乳液胶体油墨具有以下特点：（1）制备过程简单，通过超声分散技术即可使得液态金属在水中乳化；（2）在乳化过程中，含金刚烷和环糊精接枝聚乙烯醇将液态金属颗粒化并稳定分散在水中；（3）同时乳化剂吸附于液态金属颗粒与水界面形成乳液；通过金刚烷与环糊精之间形成主客体作用，将相邻两个液态金属颗粒链接在一起，形成液态金属颗粒在水中相互交联的乳液胶体；（4）该乳液具有粘度大，展现出流变性以及优异的胶体稳定性，可通过3D打印和丝网印刷等技术直接构筑高精度电极图案（约65微米）。打印所得可拉伸电极材料，可通过拉伸应力诱导烧结，激发应力非常低（<1.5%）。同时，电极可拉伸至800%应变，导电率超过15800 S/cm，并且具有优异的拉伸循环稳定性和鲁棒性。该乳液胶体能够实现高打印分辨率、高导电性和超高拉伸性能的复杂电子器件的构建，为未来这类可穿戴柔性器件的发展提供了平台。

图 1. 水包金属乳液胶体及其印刷电子线路

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c04299

  梁嘉杰教授简介：

  梁嘉杰，南开大学材料科学与工程学院教授，博士生导师。2011年博士毕业于南开大学高分子研究所；随后加入美国加州大学洛杉矶分校从事博士后研究工作；2014年加入美国Polyradiant公司；2016年加入南开大学材料科学与工程学院开展独立工作，建立柔性印刷功能器件实验室。梁嘉杰教授一直致力于研究高分子纳米复合材料及其在柔性印刷功能器件的构建和集成中的应用。研究领域涵盖高分子化学与物理、材料科学与工程、化学、电子工程学以及物理学等众多交叉学科。近年来发表论文40多篇，包括Nature Photonics, Nature Communications, Matter, Advanced Materials, Nano Letters等国际著名期刊杂志，其中8篇入选ESI Top 1%高被引论文，论文他引8800多次。入选国家级青年人才项目，天津市中青年科技创新领军人才，并获天津市杰出青年基金。