液态金属的润湿性与电导率特征

液态金属的氧化程度会对其电导率以及与特定基底之间的润湿性产生影响，Gao等［60］研究了金属GaIn10（其中Ga和In的质量分数分别为90%和10%）与环氧树脂板、玻璃、塑料、硅胶板、纸、布及玻璃纤维等基底的润湿性。实验发现，随着氧化物含量的增加，液态金属对不同基底的润湿性会逐渐变好，但电导率则会变低。Zheng等［61］研究了在不同的外加压力下，GaIn24.5液滴在3种基底（PVC薄膜、不锈钢、办公用纸）上的接触角，测量结果如图2.6所示。从图中可以看到，随着外加压力的增大，GaIn24.5液滴在PVC薄膜上的接触角下降幅度最大，在外加压力为0.1N时，接触角小于90°。总体而言，在3种基底中，GaIn24.5液滴对PVC薄膜的润湿性最好，因此，PVC薄膜最适合作为GaIn24.5导电墨水的印刷基底材料［35］。Kramer等［62］研究了GaIn24.5和Ga68.5 In21.5 Sn10液滴在不同粗糙度的Si、In、Sn薄膜上的接触角，结果显示，薄膜表面的粗糙度对液滴的润湿性有着至关重要的影响［35］。

图2.6　不同外加压力下液态金属与基底的接触角的变化趋势及润湿效果［35，61］

a.GaIn24.5液滴分别在PVC薄膜、不锈钢、办公用纸基底上的接触角，并随外加压力增加（从0增加到0.2 N）的变化趋势，插图是外加压力方向示意图和接触角示意；b.GaIn24.5液滴对3种基底上的润湿效果。(www.xing528.com)

在使用液态金属墨水制作柔性电子线路时，线路的电学稳定性是一个重要的考察因素。Zheng等［42，63］研究了在柔性基底上打印或手写导线的可弯折性。使用液态金属墨水GaIn24.5，将导线打印在铜版纸上，长和宽分别为18 cm和1 mm，然后再将导线用室温硫化硅橡胶予以封装。电阻测量结果显示在图2.7中，可以看出，在弯折角度分别为-180°、-90°、0°、90°、180°时，导线的电阻几乎无变化，说明液态金属线路具有良好的电学稳定性［35］。

图2.7　5种弯折角度下打印导线的电阻值［42］