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    李現凱副教授在材料領域頂級期刊《Advanced Functional Materials》發表最新研究成果

    作者:  來源:材料科學與工程學院  編輯:王沛然    時間:2023-12-20    瀏覽:

    新聞網訊 近日,我校材料科學與工程學院副教授李現凱在材料領域頂級期刊《Advanced Functional Materials》上發表題為“Liquid Metal Powders Wrapped with Robust Shell by Bimetallic Ions Chelation Strategy for Energy Harvesting and Flexible Electronics”的論文(DOI為:https://doi.org/10.1002/adfm.202313960),論文的第一單位為青島大學材料科學與工程學院,第一作者為碩士研究生齊秀磊。

    液態金屬(LM)具有優異的導電性和流動性,在柔性可拉伸電子領域具有廣闊的應用前景。但是高表面張力(例如:EGaIn,624 mN m?1)使其難以與基體材料有效的結合,并且在使用過程中容易泄露。盡管通過微納化的方法生產LM微納液滴可以解決棘手的加工問題,但由于液滴表面的化學活性,使其在溶液中難以長時間穩定保存。

    針對以上問題,李現凱團隊在前期通過在LM微納液滴表面包覆微凝膠殼(Adv. Funct. Mater.2018, 28, 1804197)的基礎上,通過引入Ca2+作為第二金屬離子與海藻酸表面富余的羧基螯合,進一步通過洗滌、干燥分離出來具有穩固外殼的LM粉體材料。

    這些非粘性LM粉體材料不僅在溶劑(水和有機溶劑)和空氣中具有較高的化學穩定性,而且可以便攜運輸,減少其在運輸過程中由于粘性帶來的損失。同時,這些微納米顆粒組成的LM粉體材料具有優異的光熱效應,可以進一步設計進行能量收集。此外,利用外加壓力的方式,實現殼層的破壞和內部導電液體的流出融合,這種通過機械燒結恢復導電性的方法可用于構筑柔性可拉伸電子器件、電磁屏蔽薄膜、電致加熱器和智能致動器。因此,這種通過雙金屬離子螯合策略制備LM粉體材料的方法不僅可以拓寬LM微納材料的界面理論,而且可以生產穩定、可運輸、具有多功能特性的LM粉末,極大提高了LM流體的實用性,在柔性可拉伸電子器件、智能致動器和電子皮膚等領域有巨大的應用前景。

    另外,該團隊在液態金屬/海藻復合纖維(Adv. Sci.2023, 10, 2303406)、液態金屬/口香糖柔性電子材料(J. Mater. Chem. C2023, 11, 10455)、液態金屬粉體顆粒(ACS Appl. Mater. & Interfaces2022, 14, 48150)、納米復合導電纖維(ACS Appl. Mater. & Interfaces2023, 15, 18272)等領域取得系列進展。上述研究獲得國家自然科學基金青年基金(22105111)、山東省高等學校青創團隊(2022KJ151)、山東省自然科學基金(ZR2021QB094)、中國博士后面上基金(2022M711736)和青島市應用研究項目的支持。


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