室温液态金属(RTLMs)具有出色的形状重构能力,是柔性电极、传感器和能源设备的理想选择。但由于较大的表面张力和较弱的粘附性,传统液态金属图案化工艺较为复杂,难以实现快速回收及二次成型。
该工作采用工业木质素作为原料,通过自上而下的方法将液态金属分散为纳米颗粒,同时木质素在EGaIn表面上自组装形成外壳,稳定液态金属纳米颗粒。木质素封装EGaIn易于图案化,经辊压处理实现良好的导电性能。
图3. 木质素包裹EGaIn颗粒的表征。
图4. 木质素封装EGaIn“墨水”图案化。
图5. 木质素封装EGaIn印刷电路的电学性能及传感性能。
图6. 木质素在乙醇和NaOH水溶液中理论构型的分子动力学模拟。
木质素封装EGaIn表现出良好的回收再生性能,经十次循环后体系依然稳定,制得的颗粒外观和粒径没有明显变化,且在制备100天后仍然能够成功回收EGaIn。DFT计算木质素和EGaIn的界面吸附能结果表明,在乙醇和氢氧化钠水溶液中EGaIn与木质素模型的吸附能分别为-1.44 eV和-0.98 eV,即EGaIn在NaOH水溶液中对木质素的吸附稳定性低于在乙醇中的吸附稳定性。
图8. 基于木质素封装EGaIn“墨水”制备瞬态电路。
为展示该技术的实用性,作者以木质素封装液态金属为“绿色墨水”设计了一种水触发的柔性瞬态电路,可根据水位顺序关闭LED灯阵列,并从溶解的电路中回收了约96.9%的EGaIn。显示了木质素封装EGaIn广阔的应用潜力。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202310653
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