天津科大《AFM》：根据木质素的液态金属颗粒封装技能！用于柔性高效的可收回电子科技类产品

  室温液态金属（RTLM）具有十分超卓的形状重构才能，是柔性电极、传感器和动力设备的抱负资料。但是，因为室温液态金属的外表张力高、附着力弱，因而打印基底、图画化和恢复工艺的类型受到限制。开发先进的封装技能对 RTLM 的图画化至关重要。木质素有着十分丰富的羟基和杰出的自拼装特性，因而作为纳米分散剂和纳米载体具有巨大的推行潜力。

  来自天津科技大学的学者报告了一种运用工业木质素进行安稳、均匀和可重现共晶镓铟（EGaIn）图画化的绿色简洁封装办法。木质素封装的 EGaIn 粒子表现出杰出的安稳性，只需用一支简略的圆珠笔就能在各种基底标明上进行图画化。在曲折和改变（720°）条件下，导电轨道的电阻改变很小。更重要的是，木质素封装体系能轻松溶解和再生，分子动力学模仿和密度泛函理论核算也证明了这一点。该体系可收回 96.9% 的 EGaIn。这些特性使其在整个制备进程中都十分环保，可使用于柔性传感器、瞬态电路和许多其他范畴。相关作业以题为“Lignin-Based Encapsulation of Liquid Metal Particles for Flexible and High-Efficiently Recyclable Electronics”的研究性文章宣布在Advanced Functional Materials。

  图 1. a-c) 木质素包覆 EGaIn 粒子的制备进程示意图，d) 运用圆珠笔在木质素包覆 EGaIn 粒子制备的墨水中书写/制造图画的进程。e) 印刷在 PVA 基底上并用 PVA 薄膜封装的瞬态电路图。f) 从瞬态电路溶解中收回的液态金属。g) 书写痕迹在翻滚后成为导电体。h) 木质素封装 EGaIn 粒子和基底在书写后的结构图。

  图 2. a) 纯木质素和木质素封装 EGaIn 粒子的 XPS 光谱。b) 纯木质素和木质素封装 EGaIn 粒子的 XPS C 1s 光谱。c) 木质素包覆 EGaIn 粒子的XPS Ga 3d 光谱。e) 木质素包覆 EGaIn 粒子、木质素乙醇溶液和木质素碱溶液的傅立叶改换红外光谱。f) 木质素包囊颗粒直径随超声时刻的改变趋势。g) 木质素包囊的扫描电子显微镜（SEM）图画。h) 透射电子显微镜（TEM）图画显现了木质素包囊 EGaIn 颗粒上的自拼装木质素层（插图）。i) 木质素包囊 EGaIn 颗粒的相应 EDS 剖析。

  图 3. a) 在不同基材上书写的痕迹。b,c) 用滚筒处理前后书写痕迹外表和横截面的 SEM 图画。d) 用滚筒处理硬质和软质外表上的痕迹，并将其连接到电路中以点亮 LED 灯泡。e) 用滚筒处理颗粒后 PVC 板上导电痕迹的电阻。f) 用木质素封装 EGaIn 颗粒制备的墨水制造的导电中国传统图画 双龙戏珠。

  图 4. 运用木质素封装的 EGaIn粒子印刷电路的电气性能与 a) 曲折直径和 b) 改变视点的函数联系。c) 边际场数字间电容传感器的作业原理图。d) 手指不同移动方向时的相对电容改变。e) 不同手指程度的电容呼应，f) 不同手指数量的电容呼应

  图 5. 乙醇和 NaOH 水溶液中木质素模型的理论构型。a,b)木质素的化学结构；c,d)散点图和 f,g) 木质素在乙醇中两个最低能量构型的密度梯度等值面；e)散点图和 h) 木质素在 NaOH 水溶液中最低能量构型的密度梯度等值面（木质素：CPK 模型，C-灰色，H-白色，O-赤色），以及 f) 不同环境中木质素堆叠和扩展构型的玻尔兹曼分布图。

  图 6. a) 木质素包封 EGaIn 粒子的循环制备和长时刻安稳性。b) 乙醇和 NaOH 水溶液中EGaIn 与牛皮纸木质素界面的结构模型

  图 7. 在水中触发瞬态电路，顺次封闭LED 灯并收回液态金属。 a) 示意图和 b) 数码照片。c) 水位上升时每个 LED 灯平息的时刻。d) 柔性木质素封装 EGaIn 粒子电子器件与其他已报导的根据 RTLM 体系的归纳比较的雷达图

  总归，本文报导了一种制备木质素包封 EGaIn 粒子的绿色简洁办法，该办法可操控 EGaIn 粒子的巨细，并具有十分杰出的安稳性、分散性和粘附性，使其易于在不同基底上图画化。根据木质素封装的 EGaIn 粒子，成功地制造出了柔性电路和瞬态电路，别离用于监测行为和次序封闭一系列LED 灯。更重要的是，木质素封装体系具有极高的收回功率，EGaIn 的收回率高达 96.9%。运用木质素包覆 EGaIn 粒子制备的导电图画可以用标准化的加工办法代替，用于制造柔性电路和其他导电图形和薄膜。运用适宜的印刷设备、配件和印刷工艺，能轻松完成高分辨率。木质素包封 EGaIn 粒子的这种可循环导电轨道不只将为柔性瞬态电子设备、传感器和生物医学设备带来新的规划，还将开辟木质素在高精度范畴的使用，乃至推进传统生物炼制工业的转型晋级。（文:SSC）