综述：基于镓的液态金属中的表面与界面工程

《Advanced Functional Materials》：Surface and Interface Engineering in Gallium-Based Liquid Metals

镓基液态金属（LM）兼具金属导电性、流体性和自限性氧化层，在柔性电子、能源存储等领域潜力显著，但面临界面相容性、氧化层稳定性及高表面张力等挑战。本文通过界面修饰、结构设计和反应界面优化三策略，系统分析了LM-有机/无机界面特性及工程方法，重点探讨动态分子相互作用与冶金键合机制，并揭示界面优化对电子/热传输、机械柔韧性和环境稳定性提升的机理，为LM材料开发提供新路径。

　　

摘要

基于镓的液态金属（LM）结合了金属导电性、流动性以及自限性氧化层的特点，在柔性电子、能量存储、催化和微波屏蔽领域展现出巨大的潜力。然而，由于液态金属复合材料中的界面问题（包括氧化镓层和掺入成分引起的相不相容性和界面不稳定性），其性能受到限制。此外，高表面张力也增加了形状控制的复杂性。本文通过三种方法探讨了界面工程策略来应对这些限制：定制界面改性、结构设计以及开发具有反应性的界面以实现功能提升。在概述了基于镓的液态金属的核心特性和氧化行为后，系统地分析了两种材料类别中的界面工程：一种是具有动态分子相互作用的液态金属-有机界面，另一种是由冶金结合控制的液态金属-无机界面。针对每种类别，文章讨论了其独特的界面特性及相应的工程方法。先进的应用案例展示了优化后的界面如何提升电/热传输性能、机械柔顺性和环境稳定性。该分析为推动这一新兴领域中的液态金属材料发展提供了指导，强调界面控制是充分发挥其潜力的关键途径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。