液态金属增强型多功能弹性体智能热管理装置的磁致伸缩与压敏特性研究

为解决传统热交换模块设计复杂、材料刚性受限及热电设备易受干扰加热等问题，研究人员开发了一种液态金属(LM)掺杂弹性体复合材料，融合Fe微粒实现磁致伸缩效应。该装置在0.4 Oe交流磁场下产生≈350 mV电压，兼具压敏特性与热调控功能，3分钟内实现≈40°C温升，最大加热功率达≈0.49 W，为柔性热管理提供了创新解决方案。

　　

这项研究突破性地将液态金属(LM)注入弹性体基质，并掺入铁(Fe)微粒，创造出一种能响应磁场与机械刺激的"金属-弹性体"混合材料。当施加0.4 Oe的交流磁场时，材料展现出类似Galfenol合金的磁致伸缩特性，产生高达≈350 mV的电压输出。更引人注目的是，液态金属组分对外界压力异常敏感，能动态切换材料状态。

研究者巧妙利用这种材料的三大特性——压电敏感性、磁致伸缩性和柔顺性，打造出双模式智能热管理原型机。通过简单的焦耳加热效应(Joule heating)，装置可在3分钟内从环境温度快速升温至≈40°C，最大加热功率达到≈0.49 W。该设计既可作为加热单元，又能充当散热器件，为可穿戴设备、生物医学器械等需要柔性热调控的领域提供了全新思路。

特别值得注意的是，材料在磁场作用下的高内应变特性，为未来开发自供电热管理系统埋下了伏笔。整个系统完全规避了传统刚性热交换模块的结构复杂性，展现出软体机器人热管理应用的巨大潜力。