液態(tài)金屬鎵銦合金應(yīng)用-前沿研究現(xiàn)狀
一 利用鎵銦合金的形狀可變性和可拉伸性等特點(diǎn)，可以制備鎵銦合金針尖頂部電極，來測(cè)量單分子層的電荷傳輸特性。同時(shí)由于鎵銦合金具有一定的流動(dòng)性，從而可以在外力下被注入到微流體通道，而鎵銦合金表面原生氧化層的存在使其在這些通道中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而可以制備鎵銦合金微流體通道頂部電極結(jié)。制備基于鎵銦合金的新型功能分子結(jié)有助于下一代器件的發(fā)展，其中內(nèi)在的分子功能還可以用于新型電路的制備。 圖1?鎵銦合金針尖頂部電極可以被用來測(cè)量分子層特性。(a) 鎵銦合金針尖的制備過程。(b) 在AgTS基底上測(cè)量含有不同碳原子烷基硫醇的奇偶特性。(i) 電荷傳輸?shù)钠媾继匦?div id="4qifd00" class="flower right">
圖2 鎵銦合金微流體頂部電極用來測(cè)量分子層特性。(a) 分子結(jié)陣列器件光學(xué)顯微鏡圖像和結(jié)處放大后的圖像。(b) 陣列結(jié)器件測(cè)量SC11Fc分子層的結(jié)構(gòu)示意圖及電流密度-電壓(J-V)曲線和整流率分布圖。(c) 微流體頂部電極結(jié)的示意圖和n-烷基硫醇分子層的J-V曲線 圖3?帶鎵銦合金頂部電極的功能性單分子層結(jié) 二， 柔性和可拉伸器件 液態(tài)金屬鎵銦合金可以用于制備傳感器，天線，電子電路等等。常見的基于液態(tài)金屬鎵銦合金的柔性傳感器主要是應(yīng)變傳感器，壓力傳感器，觸覺傳感器，溫度傳感器等。而將液態(tài)金屬如鎵銦合金注入微流體通道,通過利用液態(tài)金屬獨(dú)特的性質(zhì)，可以制備各種各樣的可調(diào)諧和可重組天線，例如偶極子，貼片，線圈，射頻天線等等。液態(tài)金屬還可以作為拉伸導(dǎo)體，互連線，結(jié)合常用的電路元器件，則可以制備柔性可彎曲的電子電路。 圖4 基于 鎵銦合金的應(yīng)變傳感器，觸摸傳感器，壓力傳感器，氣體傳感器和慣性傳感器應(yīng)用。(a) 鎵銦合金和丙烯酸組成的水凝膠電阻式應(yīng)變傳感器用于感知手指不同彎曲角度(左)和手腕彎曲(右)。(b) 可穿戴的液態(tài)金屬鎵銦合金-彈性體軟復(fù)合材料電容式應(yīng)變傳感器可用于檢測(cè)抓取不同大小物體時(shí)手指的運(yùn)動(dòng)。(c) 液態(tài)金屬?gòu)椥耘菽↙MEF）觸覺傳感器用作檢測(cè)手指不同觸摸位置。(d) 摻雜鎵銦合金和熱變色材料的硅酮復(fù)合體可用于焦耳加熱溫度變色傳感和觸摸邏輯門電路。(e) 鎵銦合金?3D微流體通道嵌入的水凝膠用作壓力傳感器。(f) 基于鎵銦合金的交叉電容傳感器用于液相和氣相揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)檢測(cè)。(g) 基于鎵銦合金的慣性傳感器通過電容變化感知物體運(yùn)動(dòng)。 圖5 基于鎵銦合金的電子電路。(a) 基于導(dǎo)電納米粘土的打印柔性電子工藝示意圖(左)，被應(yīng)用于皮膚上的功能性LED電子電路（右）。(b) 利用‘’剝離前‘’的方法制備的PDMS封裝的液態(tài)金屬電路 (左)，插圖為器件的橫截面圖。用雙反印刷技術(shù)制作的可編程柔性印刷電路可以隨意彎曲(右)。(c) 在SIS超彈性粘結(jié)劑中混合銀片和鎵銦合金制備的雙相AgInGaSIS復(fù)合油墨具有良好的拉伸性能 三，能源器件和能源催化 利用液態(tài)金屬鎵銦合金的高熱導(dǎo)率可以進(jìn)行熱量管理，它不僅可以利用施加電流時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱來制備加熱器件，還可以用做冷卻劑對(duì)器件進(jìn)行降溫處理。液態(tài)金屬鎵銦合金由于其柔軟可形變性，可以通過外界（例如電場(chǎng)，磁場(chǎng)等）精細(xì)控制馬達(dá)運(yùn)動(dòng)方向而被應(yīng)用于貨物運(yùn)輸，微型機(jī)器人等場(chǎng)合中。液態(tài)金屬鎵銦合金還可用于制備發(fā)電機(jī)。常見的基于液態(tài)金屬的發(fā)電機(jī)有熱電發(fā)電機(jī)(TEG)，摩擦電納米發(fā)電機(jī)(TENG)，磁流體發(fā)電機(jī)(MHD)等等。液態(tài)金屬鎵銦合金良好的變形能力和自愈性能，減緩了傳統(tǒng)剛性堿金屬電池使用過程中枝晶的生長(zhǎng)和裂紋的出現(xiàn)，并在高電流密度下實(shí)現(xiàn)較好的充放電效率，這為新一代高能量密度的可充電電池提供了發(fā)展道路。此外，液態(tài)金屬鎵銦合金可作為二維材料制備的催化劑，來輔助制備多種二維材料。而且液態(tài)金屬催化劑中不僅可以加速氧化聚合的作用，還可以用作還原劑促進(jìn)催化反應(yīng)的進(jìn)行。 圖6 基于鎵銦合金的熱量管理器件。(a) 液態(tài)金屬填充的磁流變彈性體（LMREE）用作壓力敏感的加熱器件的工作原理，(b) 加熱器應(yīng)用磁場(chǎng)之后不同時(shí)間階段薄膜的溫度變化，(c) 溫度改變和施加壓力的關(guān)系，(d) 溫度改變和應(yīng)變的關(guān)系。(e) 使用雜化液態(tài)金屬-水混合冷卻系統(tǒng)和純水冷卻系統(tǒng)時(shí)冷板加熱過程中的溫度變化 四，生物醫(yī)學(xué) 相對(duì)于傳統(tǒng)的藥物載體 五 除了上述的應(yīng)用外，液態(tài)金屬鎵銦合金還可以用于其他的一些領(lǐng)域 金屬鉍粉規(guī)格齊全 源·頭·廠·家 品·質(zhì)·?div id="d48novz" class="flower left"> 銦錠99.995-99.9999%，-100目至-600目高純銦粉 源·頭·廠·家 品·質(zhì)·?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">！ぷC 鉍合金，銦合金 源·頭·廠·家 品·質(zhì)·保·證 金屬鎵：99.99%-99.99999% 源·頭·廠·家 品·質(zhì)·?div id="jfovm50" class="index-wrap">！ぷC
