氮化硼/液态金属复合液滴的制备及其表征文献综述

 2023-06-03 14:44:18

文献综述

1.液态金属液滴的研究液态金属是室温下呈现液态的金属的统称,相较于汞等其它室温液态金属,镓基液态金属具有低毒性、低粘度等优点,其中,镓铟合金(简称EGaIn,组成为75wt%Ga和25wt%In)便兼具着金属和流体的性能,在柔性电子、催化、生物医学[1]等行业有着更为广泛的潜在应用,有别于传统的无机材料[2]。

由于大块液态金属在操作性、流动性不如金属液滴,最近人们对EGaIn微纳米液滴的制备和利用越来越感兴趣,Xu等人的研究发现在低温超声振动条件下可以快速生产粒径小、稳定的液滴[3]。

在液滴尺寸方面,研究员通过调节表面活性剂[4]、电压[5]、金属界面张力[6]、搭建浸没电分散式平台[7],动态温度控制系统[8]等方法实现了对液滴尺寸的可逆控制;在液滴形状方面,He等人研究了EGaIn液滴转化成GaOOH微棒状的过程[9],Sun等人观察了在低温刺激下,液滴由椭球形自发转变为非晶态[10]的途径;在分散均匀性方面,使用普通机械混合方法将EGaIn微滴混入弹性体中,会形成不规则形状的微米大小的微滴,从而导致其性能的各向异性分布,提高EGaIn液滴的胶体稳定性和均匀性,有研究者发现磷酸盐可以提高其稳定性,因为磷酸盐可以有效地钝化液滴表面[8],而另一些研究者则提出了将SI-ATRP运用到液态金属的概念,通过自由基聚合在液滴表面形成一层固定的聚合物链,在有机溶剂(用于PMMA、PBA和PBA接枝的颗粒)和水(用于PDMAEMA接枝的颗粒)中稳定液滴,它们的纳米颗粒可以稳定在高质量组分(高达50%wt%)的聚合基质中[11]。

在这个基础上,Wei等人实现了聚合物刷/EGaIn纳米滴来制备液滴的稳妥办法,通过原位附着二嵌段共聚物来制造聚合物刷/EGaIn纳米液滴,这种可附着的PAA基二嵌段共聚物表面活性剂可以高效地生成EGaIn纳米液滴,与SI-ATRP使EGaIn质量分数适中(lt;50%)的聚合物复合材料相比,这种显著提高了egain质量分数(gt;99%)为具有不同的热、介电和机械性能组合的工程复合材料提供了更多的机会[12]。

此外,Castilla等人通过Ga与铜胺配合物之间发生了电偶替代反应(GRR),提出了一种制备镓基金属纳米粒子的新方法[13]。

2. EGaIn功能化的研究制备液态金属液滴的多种方法中,超声技术较为便捷、高效。

在超声下,液态金属会被打碎成较小的液滴,没有分散剂的情况下,液滴趋向于重新聚集。

若将液态金属和另一种分散剂均匀混合,分散剂附着在液态金属液滴的表面,似于水包油的分散体系,从而达到稳定液滴的效果,同时,通过分散剂改性LM液滴,在制备复合材料时往往可以使其具备特殊性能。

再将柔性的EGaIn液滴嵌入软聚合物基体中,可以创造出许多聚合物-EGaIn功能复合材料,具有独特的导电、导热和机械性能。

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