可漂浮液态金属多孔水凝胶：柔性传感与能量收集的氢能驱动创新材料

液态金属(LM)水凝胶在柔性传感和能量收集领域具有广阔前景，但多孔结构制备仍是挑战。研究人员通过超声分散法将LM微/纳米液滴与羧甲基壳聚糖(CMCS)溶液结合，利用Ga3+交联和产氢效应，开发出具有自修复特性的可漂浮多孔水凝胶。该材料灵敏度高，兼具太阳能-热能-电能转换功能，为可穿戴设备和清洁能源开发提供新思路。

　　

这项研究突破性地将液态金属(LM)微纳米液滴作为引发剂、填料和交联剂，通过超声处理将块状LM分散到羧甲基壳聚糖(CMCS)溶液中(浓度>2wt.%)。神奇的是，超声过程中产生的Ga³⁺与CMCS的双功能基团(羧基和氨基)形成交联网络，配合氢键和静电作用，构建出高密度聚合物网络。

更令人惊叹的是，镓及其氧化物与水的反应持续产生氢气，在凝胶内部形成大量孔隙。这些气泡使水凝胶体积膨胀至原始尺寸的1.5倍，密度降低到能够在水面漂浮。这种"会呼吸"的材料不仅展现出优异的机械性能和自修复能力，更实现了三大突破：

1. 作为柔性传感器，其高灵敏度可精准捕捉微小形变
2. 利用LM的光热转换特性，变身太阳能-热能-电能转换器
3. 通过调节LM/CMCS比例控制凝胶时间，满足3D打印需求

这项研究不仅拓展了可漂浮LM水凝胶的基础理论，更为可穿戴设备、清洁能源收集等应用开辟了新途径。无需额外引发剂或交联剂的简易制备工艺，更彰显其产业化潜力。