东南大学张久洋课题组在电子油墨领域取得重要进展

（通讯员 田博）近日，东南大学化学化工学院、无锡校区张久洋教授课题组在金属-无机电子材料领域取得重要进展，相关研究成果于6月19日在国际顶级学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）上在线发表，论文题目为“二氧化硅网络与液态金属之间的化学交换，实现全无机、无烧结和高导电性油墨（Chemical Exchange between Silica Networks and Liquid Metals for All-inorganic, Sintering-free and Highly Conductive Inks）”。

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 °C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 °C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。

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。

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多个国际著名期刊。论文第一作者为研究生田博，张久洋教授是论文唯一通讯作者。

该研究成果得到东南大学化学化工学院、无锡校区和国家自然科学基金（52173249）的支持。

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

供稿：化学化工学院
（责任编辑：孙艳审核：李小男）