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弗吉尼亚理工研发液态金属硅胶复合材料

弗吉尼亚理工团队将镓铟合金混入未固化硅胶,制成可自修复电路并导热的复合材料,导热率达9.9 W/mK。

弗吉尼亚理工大学的一名研究生将共晶镓铟合金混入未固化的PDMS硅胶中,制成了一种兼具弹性、韧性、自修复能力和导热性能的复合材料。相关研究来自该校软材料与结构实验室(Soft Materials and Structures Lab)。

据tomshardware.com报道,这种金属在室温下呈液态,成分约为三份镓配一份铟。混合物被浇铸成板坯,也可通过注射式打印机打印,用于引导热量。液滴直径在10至100微米量级。在烘箱中加热约一小时后,硅胶从凝胶变为固体,而液滴仍保持液态。

实验室网站称,这些液滴赋予复合材料柔软的弹性、极高的韧性以及可自主自修复的电路。一项2025年发表于《Advanced Functional Materials》的论文指出,沿液滴方向测得的打印复合材料导热率为9.9 W/mK,约为未填充硅胶的40倍。2024年发表于《Additive Manufacturing》的论文则指出,氧化层在液滴形状的重构与保持中起关键作用。

在演示中,用工具在浇铸板坯上压出一条线,可使液滴合并成一条导电通路,点亮一颗小型LED。用刀片切断该通路后,在切口附近按压,LED又能恢复微弱发光。研究人员Hugh Grennan表示,切割或刺穿会重新形成通路,液态金属在其中流动。

该演示视频在VT MADE拍摄,这是弗吉尼亚理工大学新落成的先进制造中心(New Center for Advanced Manufacturing)。

快速问答

这种复合材料的导热率是多少?

2025年发表于《Advanced Functional Materials》的论文显示,沿液滴方向测得的导热率为9.9 W/mK,约为未填充硅胶的40倍。

液态金属液滴有多大?

液滴直径在10至100微米量级。

这种材料能自修复电路吗?

可以。切断导电通路后,在切口附近按压可恢复微弱发光;研究人员表示切割或刺穿会重新形成通路,液态金属在其中流动。

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