研究人员开发出不透气体和液体的弹性材料

一个国际研究团队开发了一种技术，该技术使用液态金属来制造一种对气体和液体均不透水的弹性材料。该材料的应用包括用作需要防气体保护的高价值技术的包装，例如柔性电池。

“这是重要的一步，因为长期以来一直在弹性和不透气之间进行权衡，”该论文的共同通讯作者、化学和生物分子工程教授MichaelDickey说。在北卡罗来纳州立大学。

“基本上，擅长将气体拒之门外的东西往往又硬又硬。而具有弹性的东西可以让气体渗出。我们想出了一种既能提供所需弹性又能将气体拒之门外的东西。”

新技术利用了镓和铟的共晶合金(EGaIn)。共晶意味着合金的熔点低于其组成部分。在这种情况下，EGaIn在室温下是液态的。研究人员制作了一层EGaIn薄膜，并将其包裹在弹性聚合物中。聚合物的内表面镶嵌着微型玻璃珠，可防止EGaIn液膜聚集。最终结果基本上是一个内衬液态金属的弹性袋或护套，不允许气体或液体进出。

研究人员通过评估新材料允许液体内容物蒸发的程度以及允许氧气从由该材料制成的密封容器中泄漏的程度来测试新材料的有效性。

“我们发现新材料没有可测量的液体或氧气损失，”共同通讯作者、上海交通大学致远讲座教授邓涛说

研究人员还意识到与制造新材料相关的成本。

“液态金属本身相当昂贵，”邓说。“然而，我们乐观地认为我们可以优化该技术——例如，使EGaIn薄膜更薄——以降低成本。目前，单个封装将花费几美元，但我们没有尝试优化对于成本，因此有一条途径可以降低成本。”

研究人员目前正在探索测试选项，以确定这种材料是否真的是一种比他们迄今为止能够展示的更有效的屏障。

“基本上，我们已经达到了可用测试设备的极限，”迪基说。

“我们也在寻找行业合作伙伴来探索这项工作的潜在应用。用于软电子设备的柔性电池是一个明显的应用，但其他使用液体或对氧气敏感的设备也将从这项技术中受益。”

这篇名为“用于可拉伸系统的液态金属基软密封件”的论文将于本周发表在《科学》杂志上。