三维结构表面共形打印导电粘性液态金属的创新方法

《Applied Materials Today》：Conformal printing of electrically conductive viscous liquid metal on 3D structures

本文介绍了一种无需添加填料的共晶镓铟（EGaIn）流变改性技术，通过剪切混合制备具有微孔结构的粘性液态金属（VGaIn），实现了在平面和三维曲面上的直接墨水书写（DIW）共形打印。该材料保持高电导率（3.01±0.26×106 S·m-1）的同时，具备优异的机械稳定性和环境适应性，为柔性可拉伸电子器件提供了新的加工路径。

　　

高剪切混合过程中VGaIn的结构变化

为了解VGaIn在高剪切混合过程中随处理时间的微观结构变化，我们使用配备机械发泡器搅拌桨的顶置式混合器，对EGaIn分别处理60秒、180秒和300秒。混合过程中，搅拌桨持续将空气引入液态金属，形成微米级孔隙，这些孔隙由界面快速生成的Ga₂O₃稳定，使块体液态金属转变为均匀的微孔结构。扫描电镜图像显示...

结论

本研究提出了一种无需填料的液态金属墨水快速制备方法，并展示了其共形打印能力。通过剪切混合在EGaIn中构建微孔结构，我们调控了其流变特性，显著提升了直接墨水书写（DIW）的打印适性和挤出后的结构稳定性。VGaIn在不同基底上均表现出良好的打印适应性，在重力、振动等苛刻环境下保持形态完整，同时维持与纯EGaIn相近的高电导率（3.01±0.26×10⁶ S·m^-1）。这一技术为室温下加工柔性可拉伸电子器件、传感器及多功能结构开辟了新途径。