液态金属（LMs），特别是低毒性的基于镓的合金，结合了流动性、高电导率和热导率、界面反应性以及新兴的生物相容性，为软硬界面的应用提供了可能性。[1],[2] 因此，液态金属已被应用于柔性电子学[3],[4],[5],[6],[7]、生物医学[8],[9],[10]、热管理[11],[12],[13]、软体机器人[14],[15],[16]以及能量转换装置[17],[18]等领域。然而，将块状液态金属转化为可靠的器件仍然具有挑战性，因为 beberapa 固有的材料限制难以克服。首先，块状液态金属的界面不稳定性和有限的兼容性受到多种因素的影响，包括表面的天然氧化物（例如 Ga2O3）、基底的表面粗糙度以及液态金属（或其氧化物）与基底之间的化学相互作用。这些因素共同决定了液态金属在不同表面的扩散和粘附行为，从而导致块状液态金属表现出表面依赖的润湿性和粘附性、较高的接触电阻以及在机械变形下的界面失效[19]。其次，由于块状液态金属的高表面张力，其形态控制和分散受到阻碍，这导致了聚集和团聚现象，使得在聚合物、水凝胶、导电油墨和复合材料中作为功能性填料使用时难以实现均匀性和有效性[20]。第三，块状液态金属的刺激响应性通常较弱：虽然它们是优秀的被动导体，但与外部刺激（如磁场、光、pH 值、温度等）的耦合往往不足以实现自适应传感、可重构系统和智能驱动等高级功能[21]。
在材料科学中，将尺寸缩小到微/纳米级别通常会释放出由尺度效应驱动的独特物理和化学性质[22],[23],[24]。例如，金纳米颗粒中的局域表面等离子体共振和碳量子点中的荧光现象都是由于量子限制效应[25],[26],[27]。基于液态金属颗粒的构建单元在性质上与块状液态金属有所不同[28]。当块状液态金属转化为液态金属颗粒时，金属-氧化物核壳结构和高比表面积成为核心设计变量[20]。实际上，这种颗粒形式直接解决了上述三个块状液态金属的局限性：氧化物层和表面工程可以稳定界面并调节粘附性/润湿性；颗粒的可分散性使得可打印油墨和机械柔顺的复合材料具有更好的空间均匀性；增大的界面面积增强了与电场/磁场、光、温度和化学环境的耦合，从而在器件相关尺度上实现更可编程的响应[20]。由于这些特性，液态金属颗粒在包括软体机器人[29]、催化[30]、生物医学工程[31]、热界面材料[32]、合成[33]、太阳能界面蒸发器[34]、电池[35]和可拉伸电子电路[36]等多个领域受到了广泛的研究关注。
值得区分的是液态金属颗粒与其他新兴纳米材料（如金属纳米颗粒和软物质颗粒）。与由刚性晶体核心和通常具有电绝缘性质的配体层组成的固体金属纳米颗粒不同，液态金属颗粒由液态金属核心和一层薄而机械稳定的氧化物壳层组成，这层氧化物壳层在应力作用下可以破裂后重新形成。这种独特的液态-氧化物核壳结构赋予了液态金属颗粒以下特性：（i）激活后（例如通过机械/热/激光/超声波烧结）具有金属导电性；（ii）流体变形能力和由聚集驱动的重构能力；（iii）作为易于分散和处理的单个颗粒使用。相比之下，软物质颗粒提供了柔韧性和分散性，但通常需要额外的导电填料来实现高导电性和热传输。因此，液态金属颗粒占据了一个独特的材料领域，将“金属功能”与柔软的可变形结构相结合，从而在可拉伸导体、可重构电子学和场响应型软系统中发挥了优势。表 1 提供了液态金属颗粒、固体金属纳米颗粒和软物质颗粒之间的简要比较。
然而，液态金属颗粒的广泛应用仍受到界面稳定性、氧化物状态控制、可扩展制造以及特定应用集成挑战的限制。因此，需要一种系统的理解，将内在的物理化学性质与加工-结构-功能关系联系起来，包括制备方法、表面工程策略以及在代表性操作环境中的性能决定行为。在这篇综述中，我们首先总结了液态金属颗粒的物理化学特性，然后调查了制备和加工方法，重点讨论了关键参数如何控制颗粒的大小、组成和表面状态。更重要的是，我们提供了液态金属颗粒与块状液态金属之间的跨应用比较，确定了基于颗粒的架构在软体驱动、可拉伸电子学、能量存储、催化、热管理、太阳能界面蒸发、合成和生物医学等领域中的决定性功能优势，并阐明了相关的界面和传输机制。最后，我们总结了剩余的挑战和未来发展方向，以支持开发稳健、多功能和可重构的基于液态金属颗粒的系统，以实现大规模的实际应用。
