可拉伸电子器件的快速发展有望实现新型人机界面和柔型器件。传统的刚性电子器件封装在包装材料中，以保持活性物质（如氧气和水）远离敏感材料，从而确保器件的长期稳定性。可拉伸材料，如弹性体，具有大的自由体积和高的链移动性，比较容易渗透气体。然而，目前仍缺乏等效的可拉伸包裹材料为可拉伸器件和系统提供气密密封。

(相关资料图)

基于此，上海交通大学邓涛教授、尚文副研究员联合美国北卡罗来纳州立大学Michael D. Dickey教授、A123系统公司Wang Jun等人展示了使用具有金属和流体特性的液态金属作为可拉伸的密封件。这种软密封是用于可拉伸电池和涉及挥发性流体（包括水和有机流体）的可拉伸传热系统。在500次循环后，电池的容量保持率约为72.5%，而密封的传热系统在拉伸和加热时显示出约309 W·m^-1·K^-1的热导率。此外，随着信号传输窗口的加入，研究人员演示了通过这种密封的无线通信。这项工作为创建可拉伸但密封的柔型器件包装设计解决方案提供了一条途径。相关研究成果以题为“Liquid metal-based soft, hermetic, and wireless-communicable seals for stretchable systems”发表在知名期刊Science上。

图一、LMs的透气性© 2023 AAAS

图二、用于LIBs的可拉伸气密密封件© 2023 AAAS

图三、可拉伸LIBs在不变形时的性能© 2023 AAAS

图四、基于LMs的密封件在变形下的可拉伸LIBs的性能© 2023 AAAS

综上，本研究展示了一种可拉伸的LM基密封件，该密封件具有低渗透性，可阻止氧气、水和乙醇等气体和蒸汽的传输。此外，LMs具有金属、热、化学和电学特性，可以进一步利用这些特性在封装电子器件的这种屏障材料中实现额外功能。考虑到已展示的阻隔特性，这项工作为创造长期稳定运行的柔性可拉伸器件提供了一条有希望的途径。

文献链接：Liquid metal-based soft, hermetic, and wireless-communicable seals for stretchable systems(Science2023,379, 488-493)

本文由赛恩斯供稿。

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关键词： 电子器件 系统公司 无线通信