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                      當前位置 >>  首頁 >> 新聞中心 >> 科研進展

                    科研進展

                    理化所提出鎵基液態金屬氧化調控通用策略

                    稿件來源:液態金屬與低溫生物醫學研究中心 發布時間:2021-12-31

                      近期,中科院理化所液態金屬與低溫生物醫學研究中心應國際新銳期刊Accounts of Materials Research之邀,發表了題為Precise Regulation of Ga-Based Liquid Metal Oxidation的評述文章,總結了課題組近年來利用氧化調控策略精確控制鎵基液態金屬的結構、形貌及其物理化學特性的研究進展。近期被選為期刊Supplementary封面故事(圖1)。論文的第一作者是中科院理化所博士生汪達偉和汪曉紅,通訊作者是饒偉研究員。 

                      近些年,鎵作為代表性室溫液態金屬(熔點約為29.8°C),已成為構建鎵基液態金屬的基礎材料之一。這類新興材料具有獨特的物理化學性質,如優異的導熱導電性、流動性、生物相容性(蒸氣壓低,毒性可忽略不計)、生物降解性、催化性能、等離子體效應,并且易于功能化,顯示出巨大的應用潛力。通常,在氧氣和水的作用下,鎵基液態金屬-周圍環境界面形成的超薄氧化物層,作為天然屏障避免了進一步氧化。電、化學、電化學、機械、超聲波等刺激的引入,以及包括成分、溫度和時間等反應條件的改變將促進氧化物的形成。然而,氧化物的存在是一把雙刃劍(圖2)。有時會因為性能和穩定性的惡化而被認為是一種滋擾,例如,在流體應用(如傳熱介質、泵介質和微流控)中,氧化物易于粘附于系統內影響流動傳熱傳質等過程。而在某些情況下,氧化物是實現LM功能化所必需的,例如顆粒形變、基底粘附、胞內攝取等。因此,探究LM氧化的形成和性質十分必要,將有助于深入理解其對鎵基液態金屬材料組成、結構和性質的影響。LM氧化精準調控的主要目的是有效改變液態金屬材料的基礎物理化學性質,甚至賦予獨特而迷人的特性(包括獨特的界面特征,表面張力、潤濕性、機械強度、催化、吸附等特征),從而滿足特定的應用需求。 

                      盡管科學技術進步已經顯示出鎵基液態金屬材料的巨大進步和潛力,但它們的氧化調控仍處于起步階段,值得進一步關注?;诖?,課題組對鎵基液態金屬的氧化調控策略進行了相對詳盡的總結。首先,回顧了鎵基液態金屬氧化物的形成過程,基本特性及其對材料的性能影響。然后,根據典型的鎵基液態金屬材料將視野擴展到宏觀(圖3)、中觀(圖4)和微納米尺度(圖5)的氧化精確調控。之后,介紹了近年來本團隊在該領域貢獻的代表性應用研究(圖6)。最后展望了液態金屬氧化調控策略目前面臨的挑戰和未來的發展前景。 

                       

                     

                      1. 封面故事:利用氧化調控策略精確控制鎵基液態金屬材料的結構、形貌及其物理化學特性。 

                       

                      2. 鎵基液態金屬氧化物的精確調控不僅闡明了液態金屬和其氧化物之間自然的平衡性,而且揭示了材料設計和合成的可協調性 

                       

                      3. 宏觀:LM-氧化物復合材料的氧化調控機制

                        

                      4. 介觀:LM-氧化物薄膜的氧化調控機制 

                           

                      5 微觀:LM-氧化物微納米顆粒氧化調節的主要影響因素 

                          

                      6. 多尺度LM-氧化物復合物的開發與應用

                     原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.1c00173     

                    附件:
                    日本人妻被黑人尾随入室

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