可拉伸电子器件在桥接各种组件方面发挥着关键作用，特别是在灵活复杂的多功能逻辑电路以及信息识别和传输系统中。基于固态金属的可拉伸电极，由于其固有的刚性，可拉伸性和稳定性仍然受到限制。液态金属因其高导电性、柔韧性和可加工性而成为最受欢迎的可拉伸电极材料之一。然而，液态金属在室温下的表面张力极高，这阻碍了它们的应用。
据麦姆斯咨询报道，近日，北京航空航天大学潘曹峰教授和鲍容容教授团队在MetalMat期刊上发表了题为“Flexible Electronic Devices and Wearable Sensors Based on Liquid Metals”的综述文章。文中首先详细回顾了液态金属作为导电填料在可拉伸电极领域的最新进展。此外，还根据不同基底的类型，对液态金属在这些基底上的结合情况进行了分类和总结。此外，还系统地探讨了基于液态金属的单功能和多功能柔性电子器件的应用。最后对未来的研究进行了简要展望。研究人员相信，这篇综述将为基于液态金属的功能性和高性能器件的未来发展方向和制造提供一条有前景的道路。
本综述的摘要附图
I 液态金属的使用方法
与传统的固态金属相比，液态金属的熔点接近或低于室温，具有巨大的潜力。它们可以很容易地被塑造成不同的形状，使其成为各种应用的理想选择。因此，使用液态金属的方法是多种多样的，主要包括直接使用块状液态金属，通过剪切混合直接与聚合物混合，以及最常见的方法——超声波振动形成不同尺寸（即毫米、微米甚至纳米级）的液态金属颗粒。
直接使用块状液态金属
通过剪切混合将液态金属与聚合物混合
通过超声作用分散的液态金属颗粒
II 与不同柔性基底材料的结合
由于分子链结构的差异，不同类型的基质材料表现出不同的可拉伸性和可加工性，其中不同的官能团导致不同的表面结合力。因此，研究人员可以根据具体要求选择合适的基底材料，包括凝胶、橡胶和纤维等。
液态金属与水凝胶相结合
III 可拉伸电极的应用场景
液态金属由于其高导电性和可加工性，主要用于柔性电子领域，最初用于可拉伸电极。然而，随着研究的快速发展，研究人员在可穿戴传感器、柔性晶体管、储能等柔性电子领域开发了更广泛和多样化的应用，并逐渐从单一功能器件向多功能器件发展。
在不同的应用场景中，可拉伸电极需要不同的性能，例如应变不敏感的导电性、高分辨率以及能够响应温度变化、人体运动等而改变信号的能力。在目前的研究中，研究人员开展了一系列着眼于不同侧重点的研究。
着眼于不同特性的可拉伸电极研究
随着柔性电子技术的发展，越来越多的电子器件逐渐向柔性化转变，以满足可穿戴应用的需求，包括形状记忆复合材料、致动器、传感器、热电发电机、加热器、柔性机器人和晶体管。此外，器件的发展正逐渐多样化，以实现同时具有多种功能的器件的简单制造。文中列举了一些代表性的例子，以说明液态金属在这些领域的应用。
多功能器件
为了实现持续稳定的输出性能，可拉伸电子设备需要可靠的电源来适应这种灵活性和可拉伸性，促进了可拉伸弹性能量器件的发展。液态金属具有低熔点、低毒性、良好的导电性和出色的可拉伸性，在多功能柔性器件的制造中，特别是软储能器件方面，具有独特的优势。
弹性可持续能源器件
总而言之，液态金属因其高导电性、低模量和优异的可加工性，已被用于柔性互连电路、柔性加热器、致动器、晶体管、信息传感和传输系统以及能源设备。基于液态金属的柔性电极在这些领域发展迅速，其应用方法和应用场景极其多样化。然而，块状液态金属由于其高表面张力和低粘度，在使用时受到显著限制。但当它们被破碎成液态金属颗粒时，导电性将受到牺牲，因此基于液态金属的柔性电极仍有很大的研究空间。
在虚拟现实（VR）和增强现实（AR）中，触觉反馈可以增强用户体验。液态金属具有优异的导电性和流动性，因此在触觉反馈领域具有广阔的研究空间。当液态金属受到外部压力或触摸的刺激时，其形状或分布会发生变化，这种变化可以转化为电信号进行传输和处理。通过设计特定的结构和电路，可以将液态金属的变形转化为可测量的电参数（例如电阻、电容等），实现触觉信息的感知和反馈。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/metm.70000
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