一个国际研究小组开发了一种技术，该技术使用液态金属来制造一种不受气体和液体影响的弹性材料。该材料的应用包括用作需要气体防护的高价值技术的包装，例如柔性电池。
“这是一个重要的步骤，因为长期以来一直在弹性和不受气体渗透之间进行权衡，”Michael Dickey说，他是该论文的共同通讯作者，也是北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程的Camille&Henry Dreyfus教授。
“基本上，擅长将气体拒之门外的东西往往是坚硬和僵硬的。提供弹性的东西允许气体渗入。我们想出了一些东西，既能提供所需的弹性，又能防止气体进入。
新技术利用了镓和铟(EGaIn)的共晶合金。共晶意味着合金的熔点低于其组成部分。在这种情况下，EGaIn在室温下是液体。研究人员创造了一层EGaIn薄膜，并将其包裹在弹性聚合物中。聚合物的内表面镶嵌着微尺度玻璃珠，防止EGaIn的液膜积聚。最终结果基本上是一个衬有液态金属的弹性袋或护套，不允许气体或液体进出。
研究人员通过评估它允许液体内容物蒸发的程度以及它允许氧气从由该材料制成的密封容器泄漏的程度来测试新材料的有效性。
“我们发现新材料没有可测量的液体或氧气损失，”上海交通大学共同通讯作者和志远讲座教授邓涛说。
研究人员还意识到与制造新材料相关的成本。
“液态金属本身相当昂贵，”邓说。“然而，我们乐观地认为，我们可以优化技术 - 例如，使EGaIn薄膜更薄 - 以降低成本。目前，单个包装的成本为几美元，但我们没有尝试优化成本，因此有一条降低成本的道路。
研究人员目前正在探索测试选项，以确定这种材料是否真的是一种比他们迄今为止能够展示的更有效的屏障。
“基本上，我们达到了可用测试设备的极限，”Dickey说。
“我们也在寻找行业合作伙伴，以探索这项工作的潜在应用。用于软电子产品的柔性电池是一个明显的应用，但其他使用液体或对氧气敏感的设备将从这项技术中受益。
这篇题为“用于可拉伸系统的液态金属软密封和气密密封件”的论文将于本周发表在《科学》杂志上。
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