术语“液态金属”是指熔点接近或低于室温的金属。汞 (Hg) 和镓 (Ga) 是两种最受认可的元素液态金属。汞的熔点较低，为 -38.8 °C，但它的潜在危害使其无法用于许多应用。Ga的熔点为29.8°C，被认为具有低毒性，因此适用于许多应用。

液态金属网络是可拉伸电子产品的理想平台。

近年来，镓基液态金属作为具有优异金属导电性的液态软材料引起了广泛关注，并被用于制造柔性电子产品，包括电子皮肤、能量收集设备、可穿戴健康监测设备、3D电路和纳米尖端。

然而，受其自身巨大的表面张力和强流动性的限制，液态金属在加工过程中往往会聚集成间歇性的低表面能球体，而不是形成所需的连续图案，这使得将纯液态金属直接图案化成所需的高分辨率电路具有挑战性。使问题更加复杂的是，许多常见的基材，如纸张和织物，对液态金属的粘合力较弱，使其图案可用于极少数可以轻松粘附的基材。

针对这个问题，研究人员提出了一种方便且低成本的策略，通过将液态金属微滴封装到海藻酸盐微凝胶壳中，制备可印刷和可回收的液态金属微凝胶 (LMM) 墨水，用于在各种基材上直接印刷柔性电子产品。

他们在ACS Applied Materials & Interfaces（“用于智能电子服装三维打印的液态金属微凝胶” ） 中报告了他们的发现。

液态金属微凝胶（LMM）墨水的制备和直接墨水书写过程。(A) 用机械搅拌制备 LMM 墨水的程序示意图。(B) LM-藻酸盐核壳结构的机械剪切形成过程。(C) 挤压印刷过程中藻酸盐的流变改性机理。

如上图所示，研究人员通过机械搅拌液态金属和海藻酸钠水溶液的混合物，并利用 Ga 3+和海藻酸盐链的交联反应，获得了包裹在海藻酸镓微凝胶壳中的液态金属液滴，从而制造了他们的新型可印刷 LMM 墨水。 .

正如作者所指出的，由于微凝胶壳的存在，与纯液态金属相比，由液态金属液滴组成的 LMM 墨水表现出优异的可印刷性和对基材的附着力。

尽管印刷电路最初不导电，但电路的导电性可以通过微应变（小于 5%）激活，因为电路中的脱水藻酸盐网络几乎不可拉伸，并且在受到小变形时很容易断裂。

LMM油墨印刷微电路的表面形貌表征及活化原理。(A) 微电路激活过程：(I) 初始微电路，(II) 小应变微电路，(III) 激活微电路。比例尺：10 毫米。(B) 未激活微电路的 SEM 图像。比例尺：500 (I) 和 100 µm (II)。(C) 激活微电路的 SEM 图像。比例尺：100 µm。

此外，冷冻和加压还可以激活用LMM墨水印刷的电路，这使得LMM墨水具有应用于极端工作条件的潜力，例如外太空的冷冻开关。

据该团队称，激活的 LMM 电路表现出优异的电气特性，例如良好的导电性、对应变的显着电阻响应和小滞后以及对非平面力的出色耐久性，这对于柔性电子产品很重要。此外，由于其卓越的焦耳加热性能，LMM 墨水还可用于打印柔性加热丝，以进行可穿戴热管理。

为了展示他们的 LMM 墨水的功能，研究人员通过在商业服装上直接打印功能化的柔性电子产品来制造智能电子服装。

他们在基于商业 T 恤的 LMM 线圈上制作了近场通信 (NFC) 标签，该标签可以与智能手机等 NFC 兼容硬件进行通信。在这个演示中，靠近 NFC 标签，智能手机会自动执行写入芯片的指令，在这个例子中是打开一个特定的网页。

作者相信，依靠 LMM 墨水和 3D 打印的优势，他们的工作将显着促进具有健康监测和人机交互的智能电子服装的低成本和标准化实现。