據來自中國的科學家稱，通過使用一種簡單的新方法將液態金屬塗敷到表面，紙張和塑料等日常材料可以轉化為電子“智能設備”。該研究於6 月9 日發表在《細胞報告物理科學》雜誌上，展示了一種將液態金屬塗層應用於不易與液態金屬結合的表面的技術。該方法旨在大規模工作，並可能應用於可穿戴測試平台、柔性設備和軟體機器人。

“以前，我們認為液態金屬不可能如此容易地附著在不潤濕的表面上，但在這裡它只需調節壓力就可以附著在各種表面上，這非常有趣，”清華大學科學家袁博說。大學和該研究的第一作者。

試圖將液態金屬與傳統材料結合起來的科學家們一直受到液態金屬極高的表面張力的阻礙，這會阻止它與大多數材料結合，包括紙張。為了克服這個問題，之前的研究主要集中在一種稱為“轉移印刷”的技術上，該技術涉及使用第三種材料將液態金屬粘合到表面。但這種策略也有缺點——添加更多材料會使過程複雜化，並可能削弱最終產品的電氣、熱學或機械性能。

由液態金屬處理紙構建的多功能摺紙結構。圖片來源：Cell Reports Physical Science/Yuan 等。

為了探索一種替代方法，使他們能夠在不犧牲金屬性能的情況下直接在基材上印刷液態金屬，袁及其同事將兩種不同的液態金屬（eGaln 和BilnSn）應用於各種矽樹脂和矽樹脂聚合物印模，然後在摩擦時施加不同的力以貼合到紙面上。

“起初，很難實現液態金屬塗層在基材上的穩定附著力，”袁說。“然而，經過大量的反複試驗，我們終於有了正確的參數來實現穩定、可重複的粘合。”

研究人員發現，用較小的力在紙上摩擦覆蓋有液態金屬的印章，可以使金屬液滴有效地結合到表面上，而施加較大的力則可以防止液滴停留在原位。

接下來，團隊將塗有金屬的紙折疊成紙鶴，證明該過程完成後表面仍可以像往常一樣折疊。並且在這樣做之後，修改後的紙張仍然保持其通常的特性。

雖然這項技術看起來很有前途，但研究人員仍在研究如何確保液態金屬塗層在應用後保持在原位。目前，可以在紙張表面添加一種包裝材料，但該團隊希望找到一種不需要它的解決方案。

“就像紙上的濕墨水可以用手擦掉一樣，這裡沒有包裝的液態金屬塗層也可以在應用時被接觸到的物體擦掉，”袁說。“塗層本身的性能不會受到太大影響，但接觸的物體可能會被弄髒。”

未來，該團隊還計劃在該方法的基礎上進一步發展，使其可用於將液態金屬應用於更多種類的表面，包括金屬和陶瓷。

“我們還計劃使用經過這種方法處理的材料來構建智能設備，”袁說。