近日，深圳大學(xué)周學(xué)昌課題組通過(guò)采用Diels–Alder(DA)動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵交聯(lián)的聚氨酯彈性體作為聚合物基底，以微納米液態(tài)金屬液滴作為功能性填料，制備了一種可回收的多功能柔性液態(tài)金屬?gòu)椥泽w復(fù)合材料（圖1）。

圖1. 液態(tài)金屬液滴聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備。

由于微納米液滴是分散在高分子材料中，液滴之間是不連通的，因此該復(fù)合材料起初是電絕緣性的。文章提出了通過(guò)“機(jī)械訓(xùn)練”的方法，讓液滴間形成穩(wěn)定的連接通道，使材料獲得導(dǎo)電性，從而實(shí)現(xiàn)了從絕緣體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。經(jīng)過(guò)“機(jī)械訓(xùn)練”后的導(dǎo)體可經(jīng)受10000次的抗疲勞拉伸測(cè)試，且表現(xiàn)出優(yōu)異的電學(xué)穩(wěn)定性以及抗機(jī)械疲勞性。通過(guò)該方法還可以調(diào)控材料的區(qū)域?qū)щ娔芰Γ瑥亩O(shè)計(jì)出出各項(xiàng)異性導(dǎo)電材料。此外，DA鍵的動(dòng)態(tài)性質(zhì)以及液態(tài)金屬液滴的光熱轉(zhuǎn)化效應(yīng)賦予了該材料具有光致可焊性，可實(shí)現(xiàn)電路的重構(gòu)與修復(fù)。同時(shí)，利用DA價(jià)鍵可逆轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，該復(fù)合材料可以完全溶解在高溫溶劑中，釋放出液態(tài)金屬微納米液滴。再通過(guò)離心等方式可以分離出液態(tài)金屬微納米液滴。最后利用液態(tài)金屬液滴表面張力的可調(diào)控特點(diǎn)，微納米尺度液滴匯聚成宏觀尺度的液滴，從而實(shí)現(xiàn)了從復(fù)合材料中回收了微納米液態(tài)金屬液滴。

該工作提出了一種制備可回收高性能的液態(tài)金屬?gòu)椥泽w納米復(fù)合材料的簡(jiǎn)單策略。該策略在環(huán)境友好型柔性電子、可穿戴電子、各項(xiàng)異性導(dǎo)熱導(dǎo)電材料等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。論文第一作者為深圳大學(xué)與韓山師范學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)博士后陳國(guó)康博士，通訊作者為深圳大學(xué)周學(xué)昌教授。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金和深圳市深港創(chuàng)新圈聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：

Recyclable, weldable, mechanically durable, and programmable liquid metal-elastomer composites

Journal of Materials Chemistry A, 2021, DOI:10.1039/D0TA11403K.

https://doi.org/10.1039/D0TA11403K

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