付磊Acc. Mater. Res.：用于先进材料制造的液态金属反应系统

Nanoyu

2021-07-31

液态金属具有液态和金属的独特优点，包括极佳的变形能力、高导热性和导电性。液态金属的开发是金属材料在柔性器件、催化、微流控、药物输送等领域应用的新机遇和新革命。除了上述应用外，它还具有良好的包合能力，大部分元素和大量空位存在于块体中，是一种不同于传统水溶液和有机溶液的新型反应介质，在材料的精密构造方面显示出巨大的潜力。迄今为止，利用液态金属作为反应体系来合成材料的研究还处于起步阶段。

在反应体系中，内部的空位和光滑的无晶界层状表面使得液态金属能够包裹异质原子，将前驱体限制在原子厚层中，实现了2D材料的自限生长。此外，良好的流变性使得在其表面构建二维阵列成为可能。除了上述性能外，作为一种金属，其优异的导电性和延展性为能源领域的复合材料制备提供了新的思路。事实上，液态金属在制造包括2D材料和功能复合材料在内的先进材料方面具有诱人的前景。

鉴于此，武汉大学付磊教授综述了液态金属用于可控制备2D材料和功能复合材料的研究进展。

文章要点

1）液态金属表面分层凝固、流动性好的特点，使得二维（2D）材料在液态金属表面实现了自限生长和有序排列，丰富了材料的结构，并获得了新的性能。此外，通过构建原位合成观察系统，可以直接观察2D材料在液态金属上的生长和组装过程。

2）液态金属反应体系将其电学性能、变形能力、延展性和高包裹性与其他材料相结合，还可以实现面向能源领域等各种应用的新型功能复合材料的制备。

3）除了所提到的2D材料和功能复合材料外，液态金属还为制备其他有前途的材料提供了更多的可能性，如晶圆级半导体、魔角石墨烯、柔性功能材料、生物医学材料等。

4）目前，有关液态金属用于先进材料制造的研究还处于起步阶段。而相关技术的发展为液态金属提供了深入的研究和理论认识，从而为更先进材料的基础研究和实际应用奠定坚实的基础。

参考文献

Mengqi Zeng, et al, A Liquid Metal Reaction System for Advanced Material Manufacturing, Acc. Mater. Res., 2021

DOI: 10.1021/accountsmr.1c00101

https://doi.org/10.1021/accountsmr.1c00101