东南大学张久洋团队在液态金属配位与自修复封装材料方面取得重要进展

（通讯员 李志伟）近日，东南大学化学化工学院、无锡校区张久洋教授团队在《自然-通讯》（《Nature Communications》）上发表了题为《A Universal Strategy towards Self-Healing Materials via Dynamic Interfacial Liquid Metal Coordination》（通过动态界面液态金属配位实现自修复材料的通用策略）的研究论文。该研究提出了一种基于多元液态金属的动态界面配位新策略，将传统的金属－配体配位键转化为动态的界面配位作用，并赋予了常用聚合物材料的高效自修复性能，获得具有自修复特点的电子芯片热界面封装材料。

自修复聚合物材料凭借其固有的自主损伤修复能力，已成为现代智能材料系统不可或缺的组成部分。在各类自修复体系中，金属－配体配位键因其丰富的金属－配体种类和功能性而被广泛应用。然而，常见的金属－配体配位键要么结合强度过高导致稳定性过强，要么结合强度不足难以构建自修复材料。尽管已有研究通过引入配位基团来实现材料的自修复能力，但这些方法通常依赖复杂的化学合成，成本高昂难以实现规模化应用。

针对上述问题，张久洋团队将配位活性金属（如银、锌等）溶解于液态镓中，制备了兼具流动性与配位活性的多元液态金属。多元液态金属分散于含配位基团的聚合物中时，其表面活性金属原子与聚合物链上的配体形成界面配位键。更为重要的是，利用多元液态金属的液态界面流动特性，可将传统过强的金属－配体配位键（如银－硫、锌–咪唑）转化为可逆的动态界面配位作用。当材料受损时，界面配位键破坏，但得益于液态金属的流动性，内部活性原子迅速迁移至受损表面，与配体重构配位键，从而实现聚合物材料高效的自修复性能。

研究表明，基于多元液态金属的动态界面配位策略赋予聚合物热封装材料优异的自修复性能。以银–镓合金/天然橡胶体系为例，完全切断的样品在室温自修复180分钟后，拉伸性能恢复至原始状态的90.5%。该策略普适于多种配位体系，锌–镓/咪唑体系聚合物材料在自修复18小时后，效率达91.9%。此外，团队制备的多元液态金属/天然橡胶薄膜可用作热界面材料。该薄膜在90 wt.%填料含量下导热系数达6.8 W/m·K，可使中央处理器运行温度较纯的天然橡胶薄膜降低32 ℃。更为重要的是，该薄膜兼具优异自修复能力，划伤后6小时可完全修复，且散热性能恢复如初。该工作为自修复材料提供了一种通用策略，并极大地拓展了自修复、配位化学、液态金属、柔性电子和热界面封装材料的研究领域。

该论文第一作者为博士研究生李志伟，张久洋教授为唯一通讯作者，东南大学为第一通讯单位。相关国内专利已公开。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等基金资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-69609-4

供稿：科研院

（责任编辑：孙艳审核：李小男）