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  隨著柔性電子智能化的快速發展，具有智能調控功能的電子元件，特別是具有可調控導電導熱性能的電子元件在柔性電子領域發揮著越來越重要的作用。液態金屬（LM）具有良好導電性、導熱性、低溫流動性和生物相容性，近年來廣泛被應用于可調控電熱性能復合材料中。但LM彈性體復合材料的可調性能需在持久的外部刺激下實現，使其在實際應用中受到限制。因此在不施加持續外力作用下，實現對復合材料導電導熱性能的控制是十分必要的。

  近期，哈爾濱工業大學劉宇艷教授團隊通過增強LM和形狀記憶聚合物（SMP）之間相互作用的方式，將化學修飾表面的LM液滴復合到形狀記憶泡沫骨架上，獲得了LM形狀記憶聚合物泡沫（LM-SMF），以熱刺激調控形變方式實現了對LM導電導熱路徑的調控。通過加熱溫度的變化對LM導電導熱通路的精細調控，實現了對LM-SMF從絕緣體（~200 MΩ）到導體（~0.8 Ω）電阻的大范圍調節，以及導熱系數（λ）差值小于0.021 W m^?1·K^?1的熱性能控制。在熱刺激形變過程中，同一材料可以表現出可調的電/熱性能。基于該材料優異的電和熱雙重調節性能，LM-SMF可以用作自反饋/警告電/熱一體化集成開關，也可用于紅外隱身/偽裝開關方面。

圖1. a) LM液滴及其復合過程示意圖； b) LM-SMF形狀記憶循環示意圖； c) LM在泡沫中形成斷路/通路的示意圖； d) LM液滴在形變循環過程中連接狀態的變化

  通過熱刺激響應形變調控的方式，LM-SMF在壓縮前后表現出了不同的導電導熱特性，如圖2a所示。通過改變LM的負載量和壓縮率，可以實現對LM-SMF電阻（0.8 Ω~200 MΩ）和導熱系數（0.108 ~ 0.509 W m^?1 K^?1）的調控（圖2b-g）。同時該材料還具有良好的形狀記憶循環特性，為其應用提供了基礎。

圖2 a) LM-SMF導電導熱轉變實物圖； b) LM-SMF壓縮前后電阻隨LM質量分數的變化；50wt%LM的LM-SMF c) 電阻隨壓縮率的變化； d) 電阻的循環穩定性； e) LM-SMF壓縮前后導熱系數隨LM質量分數的變化； 50wt%LM的LM-SMF f) λ/λ₀隨壓縮率的變化； g) 加熱后LM-SMF表面溫度的循環穩定性（加熱溫度80 ℃）

  此外，基于優異的導電導熱控制和形狀記憶性能，本工作中LM-SMF可作為自反饋/警告電/熱一體化集成開關，還可以實現可調諧紅外隱身、偽裝等功能，可廣泛應用于軍事、航空航天、可穿戴設備等領域，并滿足復雜環境需求。

圖3. LM-SMF紅外信號開關應用展示

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202205428