镓基液态金属具有丰富独特的物理化学性质，被认为是适用于柔性可穿戴电子器件、软体机器人、生物医疗、新型化学反应等应用领域的灵丹妙药。为将这些可能的应用变为现实，开展镓基液态金属组分、流变性、润湿粘附行为的调控十分重要。因此，许多思路方向得以研究，其中液态金属复合材料，由于组元选择的灵活性、制备的简单性以及解决各领域挑战性难题的多功能性，逐渐崭露头角。在众多液态金属复合材料里，镓基液态金属与铝的组合十分经典，曾一度被开发用于制氢、驱动水溶液中微型马达运动或实现生物医疗目的。
近日，同济大学材料科学与工程学院罗巍教授团队对镓基液态金属与铝这一组合开展了再度探究，发现镓基液态金属-铝浆料铺展所得薄膜遇水发生解体去润湿的新现象。基于对该现象背后机理的研究与理解，他们进一步提出了利用其实现液态金属造粒、瞬态电路、洪水警报、信息加密、可控失效焊接等具有前景的新应用，相关研究内容以“Disintegration of Thin Liquid Metal Films Engendered by Aluminum Corrosion”为题发表在Small上。
图文导读
1.液态金属-铝浆料的制备与表征
图1.液态金属-铝(LM-Al)浆料的制备与表征:(a)LM-Al浆料制备示意图；(b)不同Al/Ga质量比的LM-Al浆料的X射线衍射谱图；(c-f)不同Al/Ga质量比（Al/Ga分别为1:10、3:10、1:2和4:5）LM-Al浆料的扫描电镜与对应的元素分布图。
图2.LM-Al浆料的流变性和涂刷性：(a)不同Al/Ga比下LM-Al浆料的物理状态；Al/Ga质量比分别为1:10、3:10和1:2的Ga-Al浆料（分别标记为S1、S2和S3）的(b)存储模量（G′）和损失模量（G″）和(c)复数粘度（η*）的振荡频扫图；(d)Ga-Al浆料在各种基底上的可写性；(e)图案在基底上的优异粘附性；(f)由水引起的LM-Al浆液铺展所得指纹图案消失。
2.液态金属浆料薄膜遇水解体及其机理
图3.液态金属浆料薄膜的解体：(a-c)LM-Al浆液（Al/Ga=1:10）的薄膜在遇水后的演变过程数码照片和(d-f)光学显微镜图像，其中薄膜表面迅速出现气泡，薄膜持续解体为不规则区块，并从多个点位掐断，留下絮凝物和LM微滴；(g)液态金属浆料薄膜分解过程示意图。
图4.液态金属薄膜解体的比较分析及其机理：(a)铺展的纯镓薄膜遇水无反应；(b)未铺展的Ga-Al液滴状态遇水反应但不解体；(c)液态金属浆料薄膜解体的机理分析示意图。
3.液态金属浆料薄膜遇水解体去润湿的应用举例
(1) 瞬态电路
图5.液态金属浆料薄膜解体实现瞬态电路：(a)原理图；(b)液态金属浆料构建的电路所连接的LED灯泡浸入水中后逐次熄灭的照片；(c)自然界中PVA基底表面的瞬态电路解体。
(2)信息加密
图6.液态金属浆料薄膜遇水解体在信息加密中的应用：利用纯液态金属与液态金属-铝浆料搭配构建(a)数字，（b)字母和数字的组合，(c)二维码，来隐秘传达75829，TONG JI SINCE 1907和同济大学的信息，其中使用纯液态金属承载真实信息，液态金属-铝浆料用于加密。利用可以自定义含义的抽象图案，如(d)熊猫，（e)驯鹿等来实现更高级别的信息加密。
后记：
罗巍教授为该论文的通讯作者，课题组博士生伍旺炎为该论文的第一作者。该工作获得Xiaomi Young Talents Program支持。
论文信息：
W. Wu, G. Chai, W. Luo, Disintegration of Thin Liquid Metal Films Engendered by Aluminum Corrosion. Small 2024, 2406363.
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202406363
