近期，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所液態(tài)金屬與低溫生物醫(yī)學(xué)研究中心科研人員在Accounts of Materials Research上，發(fā)表了題為Precise Regulation of Ga-Based Liquid Metal Oxidation的評述文章，總結(jié)了課題組近年來利用氧化調(diào)控策略精確控制鎵基液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)、形貌及其物理化學(xué)特性的研究進展，并被選為期刊Supplementary封面故事（圖1）。 

　　近年來，鎵作為代表性室溫液態(tài)金屬（熔點約為29.8°C），已成為構(gòu)建鎵基液態(tài)金屬的基礎(chǔ)材料之一。此類新興材料具有獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，如優(yōu)異的導(dǎo)熱導(dǎo)電性、流動性、生物相容性（蒸氣壓低，毒性可忽略不計）、生物降解性、催化性能、等離子體效應(yīng)，并且易于功能化，顯示出應(yīng)用潛力。通常，在氧氣和水的作用下，鎵基液態(tài)金屬-周圍環(huán)境界面形成的超薄氧化物層，作為天然屏障避免了進一步氧化。電、化學(xué)、電化學(xué)、機械、超聲波等刺激的引入，以及包括成分、溫度和時間等反應(yīng)條件的改變將促進氧化物的形成。然而，氧化物的存在是一把雙刃劍（圖2），有可能因為性能和穩(wěn)定性的惡化而被認為是一種滋擾。例如，在流體應(yīng)用（如傳熱介質(zhì)、泵介質(zhì)和微流控）中，氧化物易于粘附于系統(tǒng)內(nèi)影響流動傳熱傳質(zhì)等過程。而在某些情況下，氧化物是實現(xiàn)LM功能化所必需的，如顆粒形變、基底粘附、胞內(nèi)攝取等。因此，探究LM氧化的形成和性質(zhì)十分必要，有助于深入理解其對鎵基液態(tài)金屬材料組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。LM氧化精準(zhǔn)調(diào)控的主要目的是有效改變液態(tài)金屬材料的基礎(chǔ)物理化學(xué)性質(zhì)，賦予特性（包括獨特的界面特征，表面張力、潤濕性、機械強度、催化、吸附等特征)，從而滿足特定應(yīng)用需求。 

　　鎵基液態(tài)金屬材料已獲得發(fā)展并顯示出潛力，但其氧化調(diào)控仍處于起步階段。基于此，課題組對鎵基液態(tài)金屬的氧化調(diào)控策略進行總結(jié)。論文回顧了鎵基液態(tài)金屬氧化物的形成過程，基本特性及其對材料的性能影響；根據(jù)典型的鎵基液態(tài)金屬材料將視野擴展到宏觀（圖3）、中觀（圖4）和微納米尺度（圖5）的氧化精確調(diào)控；介紹了近年來課題組在該領(lǐng)域貢獻的代表性應(yīng)用研究（圖6）；展望了液態(tài)金屬氧化調(diào)控策略面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展前景。 

　　論文鏈接 

圖1.封面故事：利用氧化調(diào)控策略精確控制鎵基液態(tài)金屬材料的結(jié)構(gòu)、形貌及其物理化學(xué)特性 

圖2.鎵基液態(tài)金屬氧化物的精確調(diào)控不僅闡明了液態(tài)金屬和其氧化物之間自然的平衡性，而且揭示了材料設(shè)計和合成的可協(xié)調(diào)性 

圖3.宏觀：LM-氧化物復(fù)合材料的氧化調(diào)控機制 

圖4.介觀：LM-氧化物薄膜的氧化調(diào)控機制 

圖5.微觀：LM-氧化物微納米顆粒氧化調(diào)節(jié)的主要影響因素 

圖6.多尺度LM-氧化物復(fù)合物的開發(fā)與應(yīng)用