来源:高分子科技
液态金属具有相对较低的熔点,优异的导电、导热能力,因此在电学器件应用中具有巨大潜力。液态金属的低粘度特性也使得其能够适用于各种加工手段,例如丝网印刷、倒模、喷墨等等。在制备三维结构材料方面,液态金属被报道能够兼容多种3D打印技术例如直接书写3D打印技术、光固化3D打印技术、激光辅助3D打印技术等。陶瓷材料具有优异的力学、抗氧化、电学性能,被广泛应用于高温、腐蚀,电子、光学领域。然而液态金属材料与陶瓷材料的兼容性一直没有得到验证,如何将低粘度的液态金属材料与高硬度的陶瓷材料复合,也是一直以来未解决的一项难题。近日,西北工业大学孔杰与西安科技大学杨嘉怡合作报道了一种新型可光固化3D打印的液态金属陶瓷超材料,该材料具备丰富的介电损耗机制、改善的力学性能以及优异的耐高温性能,通过超结构的设计和3D打印制备,可实现C-X波段全频覆盖的优异电磁波吸收能力。
在该工作中,作者利用聚合物转化陶瓷路线成功实现了液态金属与SiBOC陶瓷材料的复合。首先制备了一种聚硼硅氧烷陶瓷前驱体聚合物,利用液态金属与液态硅基聚合物的完美兼容性,将液态金属纳米颗粒均匀的分散在陶瓷前驱体内,进而利用光固化3D打印实现树脂的固化成型,得到液态金属陶瓷复材素胚,最后在高温环境下裂解,即可得到液态金属陶瓷复合材料(图1)。
论文为 “3D Printing of Liquid-metal-in-ceramic Metamaterials for High-efficient Microwave Absorption” 以题在Adv. Funct. Mater. (2023, 33, 2307499)在线发表,西北工业大学博士后邢瑞哲为第一作者,西北工业大学孔杰教授、西安科技大学杨嘉怡副教授为通讯作者。该工作得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金面上项目、中国博士后科学基金等支持。
全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202307499