基于镓的液态金属在可拉伸电子设备中的实际应用考虑：金属接触点与应力循环

《ACS Applied Electronic Materials》：Practical Considerations for Gallium-Based Liquid Metal for Stretchable Electronics: Metal Contacts and Strain Cycling

镓基液态金属（LM）在可拉伸电子中的应用研究显示，铜（Cu）与LM界面形成的CuGa?和Cu?Ga?金属间化合物有效提升接触稳定性，优于锡（Sn）和银（Ag）。同时，LM wires经15,000次应变循环后仍保持电阻稳定，优于商业弹性体导体。该成果降低了LM实用化门槛。

　　

基于镓（Ga）的液态金属（LMs）由于其金属导电性和类似液体的可变形性，在可拉伸电子器件中具有很大的潜力。为了将基于镓的液态金属应用于商业设备，我们解决了两个实际问题：（1）固态金属与液态金属之间电接触的稳定性和接触电阻；（2）液态金属在应变循环过程中的稳定性。我们研究了在高温（100°C）下，液态金属与电子器件中常用的金属（如铜（Cu）、锡（Sn）和银（Ag）之间的长期（约1000小时）界面稳定性。镓与铜之间的界面会形成一层薄薄的CuGa₂和Cu₉Ga₄金属间化合物，这层化合物将镓与铜隔开，从而显著减缓了金属的降解，并使得接触电阻比其他常见金属（如锡或银）更加稳定，因为后者会迅速溶解在镓中。此外，我们还证明液态金属导线在超过15,000次应变循环后仍能保持稳定的电阻特性。液态金属对应变循环的机电响应明显优于商用可拉伸导体（即含有银片状的弹性复合材料）。这些结果应该有助于降低液态金属在实际可拉伸设备中应用的障碍。