工业中的导电油墨通常由贵金属导电填料和无机载体组成。然而，这些含有无机载体的导电油墨由于其固有的刚性和较差的表面兼容性，很难与高柔性电子器件兼容。近年来，具有优异印刷特性、柔韧和导电性的液态金属(LMs)基油墨(LM inks)被广泛应用于软机器人、航空航天、柔性电子等领域。与传统的无机电子油墨（导电银浆等）相比，LM inks由于有机载体热稳定性差、LM含量大（>90 wt.%）等因素在工业应用中受到限制。此外，由于LMs表面存在不导电的氧化物，LM inks通常需要通过烧结（包括机械烧结和激光烧结）、添加刚性导电填料、双相LMs策略等方法进一步活化以形成导电通路。因此，如果能在中引入传统的无机载体，就有可能克服有机LM inks的缺陷，为现代电子产品提供下一代高性能的电子油墨。

  近日，东南大学化工学院、东南大学无锡校区张久洋教授团队报道了一种全无机二氧化硅-液态金属体系，它能以超低的LM含量（50 wt.%）制备出高导电性（1.1 × 10⁶ S·m^-1）的LM inks。二氧化硅羟基和LMs表面氧化物之间的化学交换是这项工作取得优异分散性和长期储存稳定性的关键(图1)。这项工作中的无机油墨的导电渗流阈值仅为 43 wt.%。所制备的无机液态金属硅胶（LMSG）油墨不需要任何烧结程序，消除了液态金属硅胶油墨的严重制约因素。此外，液态金属硅胶油墨只需脱水即可大量制备成粉末状，供长期储存（> 1 年），并可通过重新分散方便地再生。无机 LMSG 油墨制成的电路在极高温度（~ 300 °C）下的电导率变化（0.1%）非常小，表明其具有出色的热稳定性。通过 LMSG 油墨可获得高度灵活和复杂的集成电路，例如完备的呼吸灯电路等（图2），从而制造出具有出色电子性能的稳定软电子器件。这项工作创造性地将无机系统引入 LMs，为电子油墨提供了有竞争力的候选策略。

图1. (a – c) 无机导电油墨结构示意图；（d）²⁹Si NMR 谱图证明硅氧键与镓氧键之间的交换；（e-g）LMSG油墨再生性、高导电性以及LMSG油墨干粉的批量制备与存储性。

图2. (a) 利用LMSG油墨打印的电路；(b) 所得电路可耐受300 ^oC高温，超过了基于有机高分子的浆料(例如CMC纤维素基体)；(c) 300 ^oC下，有机浆料(CMC)与LMSG ink的打印线路表面显微镜对比，LMSG仍然保证一定的完整性；(d - f) 基于LMSG ink的呼吸灯电路，证明了LMSG对基底和电子元件良好的附着性；(g-h) 呼吸灯电路在耐受1000次弯折而仍然正常工作。

  相关工作以题为“Chemical Exchange between Silica Networks and Liquid Metals for All-inorganic, Sintering-free and Highly Conductive Inks”的论文发表于重要学术期刊《Advanced Materials》。金属-高分子复合电子材料是张久洋教授课题组的重要研究方向，主要探索金属-高分子复合材料在电子功能器件和电子封装基础材料中的科学理论与应用前景。前期相关成果还发表于Matter 2025, 8, 101928; Adv. Mater. 2024, 2305707; Matter 2023, 6, 226 – 238; Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2022, 119, e2200223119; Matter 2021, 4, 3001 – 3014; Adv. Mater. 2021, 202104634等国际著名期刊。论文第一作者为研究生田博，张久洋教授是论文的唯一通讯作者，东南大学为第一通讯单位，该研究成果得到国家自然科学基金的资助。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202501414