供稿人:雷奇,贺健康 发布日期：2018-04-09
低熔点金属通常指的是熔点低于200℃的低熔点合金，其中室温液态金属的熔点更低，在室温下即呈液态[1]。与传统导电墨水相比，液态金属墨水材料的配制则相对简单，在打印后无需进行后处理即具备导电性，而且电导率相对较高，是一种较为理想的导电墨水。
自然界存在的室温液态纯金属有汞、铯、钫和镓，熔点分别是-38.8℃、28.65℃、27℃和29.8℃，其中镓基合金具有性质稳定、无毒无害、流动性较好和易于挤出成型的优点，是主要应用于3D打印的液态金属材料[2]。
Ladd等[2]使用镓铟合金（EGaIn, 75% Ga，25% In），利用挤出式3D打印工艺，在无支撑的条件下打印出了复杂的三维微结构，如图1所示，图中标尺为500μm。Parekh等[3]利用低熔点金属镓铟合金作为牺牲材料，制备了三维微流道，如图2a，b所示。Zhang等[4]提出一种可在任意表面制造电路的非接触式打印方法——雾化喷墨式液态金属打印，他们将气雾状的墨水镓铟合金通过掩膜板喷印在基底上，得到所需的电路图案，如图2c，d所示。
图1 基于镓铟合金的3D打印微结构
图2 基于镓铟合金打印的图案与应用 a 3D打印的金属螺旋结构，b 利用金属螺旋结构制作的微流道 c 镓铟合金打印的LED电路，d 打印的导电图案
液态金属的3D打印技术具有很广阔的发展前景，可应用于植入式生物医学电子器件、穿戴式的柔性电子器件等[1]，在制造业、电子信息、能源和医疗技术等领域将产生巨大的应用需求，其发展方兴未艾。