【液态金属“墨水”给3D打印“通上电”】在清华大学医学微系统技术实验室宽大的操作台上,摆放着两个大烧杯。其中一个烧杯盛着乳白色的高分子涂料——PMA glue，另一个装满泛着银光的液态金属镓铟合金。
实验人员操作机械臂，将尼龙材质的东方明珠塔模型缓缓浸入高分子涂料中再缓缓提起，随后，用同样的手法将模型放进镓铟合金中再拿出。前后约15秒钟，东方明珠塔模型就身披银装，完成了一次液态金属墨水的3D打印过程。
“以往的塑料或聚合物类3D打印结构件不具备电子功能，因而无法满足现实中对某些特殊功能的需求。”清华大学教授、中科院理化所研究员刘静对《中国科学报》说，“这项工作相当于为传统的3D打印赋予了特定功能，在实际应用中有重要意义。”
液态金属邂逅3D打印
增材制造（3D打印）不需要传统工具及繁琐的加工程序，能完美解决复杂零件加工成型问题，因此在航空航天、文物保护、医疗健康等领域崭露头角。
另一方面，多功能电子器件或系统大多是三维立体结构，其组成单元则由各种金属或非金属电子材料构筑而成。以增材制造手段直接层叠式打印出立体终端电子产品，一直是学术界和工业界无法解决的难题。
“传统的3D打印主要基于塑料、聚合物一类的材料，由此打印出的物件一般并不具备电子功能。”刘静说，“而经典的金属3D打印针对的是高熔点金属粉末或线材，它们与非金属材料由于存在巨大熔点差而难以实现复合打印。”
近年来，随着液态金属印刷电子学的发展，以低熔点金属镓为基础的室温液态金属合金材料逐渐进入人们视野，在柔性电子、二维材料制备、智能机器等领域都得到广泛的研究和应用。
刘静团队长期从事液态金属相关研究，在液态金属二维电子材料制备方面有丰厚的积累。看到3D打印电子设备存在的局限性，他隐约意识到，在立体电子制造领域，液态金属有可能发挥独特作用。
为实现这一构想，刘静团队对液态金属功能材料进行改造，并结合3D打印技术，开发出一种基于液态金属选择粘附性的3D电路转印技术。在这项研究中，他们首先利用3D打印工艺制作出一系列复杂的立体结构，并在这种立体结构表面，覆盖对液态金属材料具有较高粘附性的高分子涂层，然后将这种立体结构浸润到液态金属中，从而实现液态金属在立体结构表面的附着。
近日，相关研究https://t.cn/A6xVM5Lb在国际期刊《今日应用材料》上发表。该论文审稿专家评论说：“（该团队）在可重构3D电子设备、可逆刚度机器人和可拉伸电子设备的制造方案演示，说明这一方法具有广泛适用性。这项工作描述得很好，很扎实，代表了最先进的3D功能设备技术的重大进步。”
让液态金属“站起来”
液态金属是一类低熔点的合金材料，可以在室温环境中保持液体形态。
虽然液态金属有可能在三维立体电路制备中大显身手，但目前大多数工艺采用“流道灌注”方式，将液态金属封装在三维模型中。
“在这些研究中，液态金属仅充当导电介质，无法展示出液态金属独特的界面性能在三维立体电路中的应用。”该论文第一作者、清华大学博士国瑞告诉《中国科学报》。
该团队在实验中发现，用于3D打印的液态金属——镓铟合金在室温下受重力影响，难以稳定地附着在立体结构表面。而要在实际中应用该技术，必须让液态金属在3D打印时能稳定地“站起来”。
“我们在研究中发现，3D打印工艺制作的立体结构是由颗粒熔融堆积而成，因此具有粗糙的表面形貌，这种粗糙的表面使得液态金属难以附着。”国瑞说。
经多次实验，研究人员发现，通过事先将具有较高粘附性的高分子涂层涂抹在3D打印器件上的方法，可以将镓铟合金材料“黏”在打印器件上。同时，对镓铟合金进行特殊处理，在降低其流动性的同时，提高其黏附性，从而可以让其稳定维持在立体结构表面。
基于上述原理，研究人员实现了对复杂结构立体电路的转印制备。
“这种镓铟合金的外形，取决于高分子层涂敷的形状、图案和部位。”刘静说，“借助机器或手工，很容易实现各种镓铟合金图案、花纹的印制。”
比如，用3D打印出任意形状的器具后，可借助特定笔刷或机器手，将高分子涂层绘制到物体表面，然后就能轻松将镓铟合金转印上去，而且整个过程简单快捷。
激活3D打印应用
在实验室一侧的陈列柜上，摆放着十几种不同材质的器件，转印上镓铟合金的样品。其中有塑料材质的思想者雕像、木质的小人、聚乙烯小球、金字塔模型、菜园里摘下的葫芦、甚至各种纺织品。
“这种经过改良的镓铟合金具有极佳的适形性。”国瑞说，“不管什么材质、或任何奇形怪状的三维打印物品，只要在其表面提前涂抹特殊的高分子涂层，镓铟合金都会均匀沉积，并牢牢黏附其上。”
此外，附着在立体结构表面的液态金属涂层还可以与周围的液态金属涂层形成“液桥”，从而实现金属焊接的效果。
“利用这种现象，将相同尺寸的立体结构单元进行堆积组合，可以构建出更复杂的立体结构。而且，各单元之间的液态金属涂层可形成稳定的导电通路，实现可组装的立体电路。”
刘静一边介绍，一边将展示柜上一个金字塔模型的电路接通。随即，一排连接在镓铟合金电路上的LED灯珠闪起了绿光。
这种“高分子涂层+液态金属”的结构可通过适当封装，增强其稳定性。因为镓铟合金涂层很薄，封装后的镓铟合金不仅不会出现泄漏和流淌，还能满足一些柔性物品的特殊要求，在保持电子性能的同时适应改变形状。
“当然，如果电子设备需要一定强度，还可以采用不同熔点的液态金属墨水，实现印刷后即固化。”刘静补充说,“将液态金属涂层覆盖在柔性硅胶结构表面，还可利用液态金属材料在不同温度下的相变特性，实现立体结构可调控的力学性能。”
“从安全性上看，此类材料在环境下很难蒸发。如果没有大剂量皮肤接触、吞咽、停留体内等情况，使用起来是比较安全的。”国瑞补充说。
液态金属3D打印技术将机械制造和电子制造巧妙地结合在一起，而且制造过程便捷、成本低廉，具有较高的个性化特点，因此有望在艺术设计、文化创意、消费电子、甚至大中小学电子工程教育普及方面得到广泛应用。
“除本身的电子工程学意义外，这项研究为三维立体功能电子器件快速制造，提供了一种重要且易于规模化普及的实用技术。”刘静说，“该技术具有非常强的实用性，有望赋能3D打印行业，推动传统3D打印的可持续健康发展，有望激发3D打印行业活力，促成其规模化应用。”https://t.cn/A6xVM5LU
实验人员操作机械臂，将尼龙材质的东方明珠塔模型缓缓浸入高分子涂料中再缓缓提起，随后，用同样的手法将模型放进镓铟合金中再拿出。前后约15秒钟，东方明珠塔模型就身披银装，完成了一次液态金属墨水的3D打印过程。
“以往的塑料或聚合物类3D打印结构件不具备电子功能，因而无法满足现实中对某些特殊功能的需求。”清华大学教授、中科院理化所研究员刘静对《中国科学报》说，“这项工作相当于为传统的3D打印赋予了特定功能，在实际应用中有重要意义。”
液态金属邂逅3D打印
增材制造（3D打印）不需要传统工具及繁琐的加工程序，能完美解决复杂零件加工成型问题，因此在航空航天、文物保护、医疗健康等领域崭露头角。
另一方面，多功能电子器件或系统大多是三维立体结构，其组成单元则由各种金属或非金属电子材料构筑而成。以增材制造手段直接层叠式打印出立体终端电子产品，一直是学术界和工业界无法解决的难题。
“传统的3D打印主要基于塑料、聚合物一类的材料，由此打印出的物件一般并不具备电子功能。”刘静说，“而经典的金属3D打印针对的是高熔点金属粉末或线材，它们与非金属材料由于存在巨大熔点差而难以实现复合打印。”
近年来，随着液态金属印刷电子学的发展，以低熔点金属镓为基础的室温液态金属合金材料逐渐进入人们视野，在柔性电子、二维材料制备、智能机器等领域都得到广泛的研究和应用。
刘静团队长期从事液态金属相关研究，在液态金属二维电子材料制备方面有丰厚的积累。看到3D打印电子设备存在的局限性，他隐约意识到，在立体电子制造领域，液态金属有可能发挥独特作用。
为实现这一构想，刘静团队对液态金属功能材料进行改造，并结合3D打印技术，开发出一种基于液态金属选择粘附性的3D电路转印技术。在这项研究中，他们首先利用3D打印工艺制作出一系列复杂的立体结构，并在这种立体结构表面，覆盖对液态金属材料具有较高粘附性的高分子涂层，然后将这种立体结构浸润到液态金属中，从而实现液态金属在立体结构表面的附着。
近日，相关研究https://t.cn/A6xVM5Lb在国际期刊《今日应用材料》上发表。该论文审稿专家评论说：“（该团队）在可重构3D电子设备、可逆刚度机器人和可拉伸电子设备的制造方案演示，说明这一方法具有广泛适用性。这项工作描述得很好，很扎实，代表了最先进的3D功能设备技术的重大进步。”
让液态金属“站起来”
液态金属是一类低熔点的合金材料，可以在室温环境中保持液体形态。
虽然液态金属有可能在三维立体电路制备中大显身手，但目前大多数工艺采用“流道灌注”方式，将液态金属封装在三维模型中。
“在这些研究中，液态金属仅充当导电介质，无法展示出液态金属独特的界面性能在三维立体电路中的应用。”该论文第一作者、清华大学博士国瑞告诉《中国科学报》。
该团队在实验中发现，用于3D打印的液态金属——镓铟合金在室温下受重力影响，难以稳定地附着在立体结构表面。而要在实际中应用该技术，必须让液态金属在3D打印时能稳定地“站起来”。
“我们在研究中发现，3D打印工艺制作的立体结构是由颗粒熔融堆积而成，因此具有粗糙的表面形貌，这种粗糙的表面使得液态金属难以附着。”国瑞说。
经多次实验，研究人员发现，通过事先将具有较高粘附性的高分子涂层涂抹在3D打印器件上的方法，可以将镓铟合金材料“黏”在打印器件上。同时，对镓铟合金进行特殊处理，在降低其流动性的同时，提高其黏附性，从而可以让其稳定维持在立体结构表面。
基于上述原理，研究人员实现了对复杂结构立体电路的转印制备。
“这种镓铟合金的外形，取决于高分子层涂敷的形状、图案和部位。”刘静说，“借助机器或手工，很容易实现各种镓铟合金图案、花纹的印制。”
比如，用3D打印出任意形状的器具后，可借助特定笔刷或机器手，将高分子涂层绘制到物体表面，然后就能轻松将镓铟合金转印上去，而且整个过程简单快捷。
激活3D打印应用
在实验室一侧的陈列柜上，摆放着十几种不同材质的器件，转印上镓铟合金的样品。其中有塑料材质的思想者雕像、木质的小人、聚乙烯小球、金字塔模型、菜园里摘下的葫芦、甚至各种纺织品。
“这种经过改良的镓铟合金具有极佳的适形性。”国瑞说，“不管什么材质、或任何奇形怪状的三维打印物品，只要在其表面提前涂抹特殊的高分子涂层，镓铟合金都会均匀沉积，并牢牢黏附其上。”
此外，附着在立体结构表面的液态金属涂层还可以与周围的液态金属涂层形成“液桥”，从而实现金属焊接的效果。
“利用这种现象，将相同尺寸的立体结构单元进行堆积组合，可以构建出更复杂的立体结构。而且，各单元之间的液态金属涂层可形成稳定的导电通路，实现可组装的立体电路。”
刘静一边介绍，一边将展示柜上一个金字塔模型的电路接通。随即，一排连接在镓铟合金电路上的LED灯珠闪起了绿光。
这种“高分子涂层+液态金属”的结构可通过适当封装，增强其稳定性。因为镓铟合金涂层很薄，封装后的镓铟合金不仅不会出现泄漏和流淌，还能满足一些柔性物品的特殊要求，在保持电子性能的同时适应改变形状。
“当然，如果电子设备需要一定强度，还可以采用不同熔点的液态金属墨水，实现印刷后即固化。”刘静补充说,“将液态金属涂层覆盖在柔性硅胶结构表面，还可利用液态金属材料在不同温度下的相变特性，实现立体结构可调控的力学性能。”
“从安全性上看，此类材料在环境下很难蒸发。如果没有大剂量皮肤接触、吞咽、停留体内等情况，使用起来是比较安全的。”国瑞补充说。
液态金属3D打印技术将机械制造和电子制造巧妙地结合在一起，而且制造过程便捷、成本低廉，具有较高的个性化特点，因此有望在艺术设计、文化创意、消费电子、甚至大中小学电子工程教育普及方面得到广泛应用。
“除本身的电子工程学意义外，这项研究为三维立体功能电子器件快速制造，提供了一种重要且易于规模化普及的实用技术。”刘静说，“该技术具有非常强的实用性，有望赋能3D打印行业，推动传统3D打印的可持续健康发展，有望激发3D打印行业活力，促成其规模化应用。”https://t.cn/A6xVM5LU
【液态金属“墨水”给3D打印“通上电”】在清华大学医学微系统技术实验室宽大的操作台上,摆放着两个大烧杯。其中一个烧杯盛着乳白色的高分子涂料——PMA glue，另一个装满泛着银光的液态金属镓铟合金。
实验人员操作机械臂，将尼龙材质的东方明珠塔模型缓缓浸入高分子涂料中再缓缓提起，随后，用同样的手法将模型放进镓铟合金中再拿出。前后约15秒钟，东方明珠塔模型就身披银装，完成了一次液态金属墨水的3D打印过程。
“以往的塑料或聚合物类3D打印结构件不具备电子功能，因而无法满足现实中对某些特殊功能的需求。”清华大学教授、中科院理化所研究员刘静对《中国科学报》说，“这项工作相当于为传统的3D打印赋予了特定功能，在实际应用中有重要意义。”
液态金属邂逅3D打印
增材制造（3D打印）不需要传统工具及繁琐的加工程序，能完美解决复杂零件加工成型问题，因此在航空航天、文物保护、医疗健康等领域崭露头角。
另一方面，多功能电子器件或系统大多是三维立体结构，其组成单元则由各种金属或非金属电子材料构筑而成。以增材制造手段直接层叠式打印出立体终端电子产品，一直是学术界和工业界无法解决的难题。
“传统的3D打印主要基于塑料、聚合物一类的材料，由此打印出的物件一般并不具备电子功能。”刘静说，“而经典的金属3D打印针对的是高熔点金属粉末或线材，它们与非金属材料由于存在巨大熔点差而难以实现复合打印。”
近年来，随着液态金属印刷电子学的发展，以低熔点金属镓为基础的室温液态金属合金材料逐渐进入人们视野，在柔性电子、二维材料制备、智能机器等领域都得到广泛的研究和应用。
刘静团队长期从事液态金属相关研究，在液态金属二维电子材料制备方面有丰厚的积累。看到3D打印电子设备存在的局限性，他隐约意识到，在立体电子制造领域，液态金属有可能发挥独特作用。
为实现这一构想，刘静团队对液态金属功能材料进行改造，并结合3D打印技术，开发出一种基于液态金属选择粘附性的3D电路转印技术。在这项研究中，他们首先利用3D打印工艺制作出一系列复杂的立体结构，并在这种立体结构表面，覆盖对液态金属材料具有较高粘附性的高分子涂层，然后将这种立体结构浸润到液态金属中，从而实现液态金属在立体结构表面的附着。
近日，相关研究https://t.cn/A6xVM5Lb在国际期刊《今日应用材料》上发表。该论文审稿专家评论说：“（该团队）在可重构3D电子设备、可逆刚度机器人和可拉伸电子设备的制造方案演示，说明这一方法具有广泛适用性。这项工作描述得很好，很扎实，代表了最先进的3D功能设备技术的重大进步。”
让液态金属“站起来”
液态金属是一类低熔点的合金材料，可以在室温环境中保持液体形态。
虽然液态金属有可能在三维立体电路制备中大显身手，但目前大多数工艺采用“流道灌注”方式，将液态金属封装在三维模型中。
“在这些研究中，液态金属仅充当导电介质，无法展示出液态金属独特的界面性能在三维立体电路中的应用。”该论文第一作者、清华大学博士国瑞告诉《中国科学报》。
该团队在实验中发现，用于3D打印的液态金属——镓铟合金在室温下受重力影响，难以稳定地附着在立体结构表面。而要在实际中应用该技术，必须让液态金属在3D打印时能稳定地“站起来”。
“我们在研究中发现，3D打印工艺制作的立体结构是由颗粒熔融堆积而成，因此具有粗糙的表面形貌，这种粗糙的表面使得液态金属难以附着。”国瑞说。
经多次实验，研究人员发现，通过事先将具有较高粘附性的高分子涂层涂抹在3D打印器件上的方法，可以将镓铟合金材料“黏”在打印器件上。同时，对镓铟合金进行特殊处理，在降低其流动性的同时，提高其黏附性，从而可以让其稳定维持在立体结构表面。
基于上述原理，研究人员实现了对复杂结构立体电路的转印制备。
“这种镓铟合金的外形，取决于高分子层涂敷的形状、图案和部位。”刘静说，“借助机器或手工，很容易实现各种镓铟合金图案、花纹的印制。”
比如，用3D打印出任意形状的器具后，可借助特定笔刷或机器手，将高分子涂层绘制到物体表面，然后就能轻松将镓铟合金转印上去，而且整个过程简单快捷。
激活3D打印应用
在实验室一侧的陈列柜上，摆放着十几种不同材质的器件，转印上镓铟合金的样品。其中有塑料材质的思想者雕像、木质的小人、聚乙烯小球、金字塔模型、菜园里摘下的葫芦、甚至各种纺织品。
“这种经过改良的镓铟合金具有极佳的适形性。”国瑞说，“不管什么材质、或任何奇形怪状的三维打印物品，只要在其表面提前涂抹特殊的高分子涂层，镓铟合金都会均匀沉积，并牢牢黏附其上。”
此外，附着在立体结构表面的液态金属涂层还可以与周围的液态金属涂层形成“液桥”，从而实现金属焊接的效果。
“利用这种现象，将相同尺寸的立体结构单元进行堆积组合，可以构建出更复杂的立体结构。而且，各单元之间的液态金属涂层可形成稳定的导电通路，实现可组装的立体电路。”
刘静一边介绍，一边将展示柜上一个金字塔模型的电路接通。随即，一排连接在镓铟合金电路上的LED灯珠闪起了绿光。
这种“高分子涂层+液态金属”的结构可通过适当封装，增强其稳定性。因为镓铟合金涂层很薄，封装后的镓铟合金不仅不会出现泄漏和流淌，还能满足一些柔性物品的特殊要求，在保持电子性能的同时适应改变形状。
“当然，如果电子设备需要一定强度，还可以采用不同熔点的液态金属墨水，实现印刷后即固化。”刘静补充说,“将液态金属涂层覆盖在柔性硅胶结构表面，还可利用液态金属材料在不同温度下的相变特性，实现立体结构可调控的力学性能。”
“从安全性上看，此类材料在环境下很难蒸发。如果没有大剂量皮肤接触、吞咽、停留体内等情况，使用起来是比较安全的。”国瑞补充说。
液态金属3D打印技术将机械制造和电子制造巧妙地结合在一起，而且制造过程便捷、成本低廉，具有较高的个性化特点，因此有望在艺术设计、文化创意、消费电子、甚至大中小学电子工程教育普及方面得到广泛应用。
“除本身的电子工程学意义外，这项研究为三维立体功能电子器件快速制造，提供了一种重要且易于规模化普及的实用技术。”刘静说，“该技术具有非常强的实用性，有望赋能3D打印行业，推动传统3D打印的可持续健康发展，有望激发3D打印行业活力，促成其规模化应用。”https://t.cn/A6xVM5LU
实验人员操作机械臂，将尼龙材质的东方明珠塔模型缓缓浸入高分子涂料中再缓缓提起，随后，用同样的手法将模型放进镓铟合金中再拿出。前后约15秒钟，东方明珠塔模型就身披银装，完成了一次液态金属墨水的3D打印过程。
“以往的塑料或聚合物类3D打印结构件不具备电子功能，因而无法满足现实中对某些特殊功能的需求。”清华大学教授、中科院理化所研究员刘静对《中国科学报》说，“这项工作相当于为传统的3D打印赋予了特定功能，在实际应用中有重要意义。”
液态金属邂逅3D打印
增材制造（3D打印）不需要传统工具及繁琐的加工程序，能完美解决复杂零件加工成型问题，因此在航空航天、文物保护、医疗健康等领域崭露头角。
另一方面，多功能电子器件或系统大多是三维立体结构，其组成单元则由各种金属或非金属电子材料构筑而成。以增材制造手段直接层叠式打印出立体终端电子产品，一直是学术界和工业界无法解决的难题。
“传统的3D打印主要基于塑料、聚合物一类的材料，由此打印出的物件一般并不具备电子功能。”刘静说，“而经典的金属3D打印针对的是高熔点金属粉末或线材，它们与非金属材料由于存在巨大熔点差而难以实现复合打印。”
近年来，随着液态金属印刷电子学的发展，以低熔点金属镓为基础的室温液态金属合金材料逐渐进入人们视野，在柔性电子、二维材料制备、智能机器等领域都得到广泛的研究和应用。
刘静团队长期从事液态金属相关研究，在液态金属二维电子材料制备方面有丰厚的积累。看到3D打印电子设备存在的局限性，他隐约意识到，在立体电子制造领域，液态金属有可能发挥独特作用。
为实现这一构想，刘静团队对液态金属功能材料进行改造，并结合3D打印技术，开发出一种基于液态金属选择粘附性的3D电路转印技术。在这项研究中，他们首先利用3D打印工艺制作出一系列复杂的立体结构，并在这种立体结构表面，覆盖对液态金属材料具有较高粘附性的高分子涂层，然后将这种立体结构浸润到液态金属中，从而实现液态金属在立体结构表面的附着。
近日，相关研究https://t.cn/A6xVM5Lb在国际期刊《今日应用材料》上发表。该论文审稿专家评论说：“（该团队）在可重构3D电子设备、可逆刚度机器人和可拉伸电子设备的制造方案演示，说明这一方法具有广泛适用性。这项工作描述得很好，很扎实，代表了最先进的3D功能设备技术的重大进步。”
让液态金属“站起来”
液态金属是一类低熔点的合金材料，可以在室温环境中保持液体形态。
虽然液态金属有可能在三维立体电路制备中大显身手，但目前大多数工艺采用“流道灌注”方式，将液态金属封装在三维模型中。
“在这些研究中，液态金属仅充当导电介质，无法展示出液态金属独特的界面性能在三维立体电路中的应用。”该论文第一作者、清华大学博士国瑞告诉《中国科学报》。
该团队在实验中发现，用于3D打印的液态金属——镓铟合金在室温下受重力影响，难以稳定地附着在立体结构表面。而要在实际中应用该技术，必须让液态金属在3D打印时能稳定地“站起来”。
“我们在研究中发现，3D打印工艺制作的立体结构是由颗粒熔融堆积而成，因此具有粗糙的表面形貌，这种粗糙的表面使得液态金属难以附着。”国瑞说。
经多次实验，研究人员发现，通过事先将具有较高粘附性的高分子涂层涂抹在3D打印器件上的方法，可以将镓铟合金材料“黏”在打印器件上。同时，对镓铟合金进行特殊处理，在降低其流动性的同时，提高其黏附性，从而可以让其稳定维持在立体结构表面。
基于上述原理，研究人员实现了对复杂结构立体电路的转印制备。
“这种镓铟合金的外形，取决于高分子层涂敷的形状、图案和部位。”刘静说，“借助机器或手工，很容易实现各种镓铟合金图案、花纹的印制。”
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此外，附着在立体结构表面的液态金属涂层还可以与周围的液态金属涂层形成“液桥”，从而实现金属焊接的效果。
“利用这种现象，将相同尺寸的立体结构单元进行堆积组合，可以构建出更复杂的立体结构。而且，各单元之间的液态金属涂层可形成稳定的导电通路，实现可组装的立体电路。”
刘静一边介绍，一边将展示柜上一个金字塔模型的电路接通。随即，一排连接在镓铟合金电路上的LED灯珠闪起了绿光。
这种“高分子涂层+液态金属”的结构可通过适当封装，增强其稳定性。因为镓铟合金涂层很薄，封装后的镓铟合金不仅不会出现泄漏和流淌，还能满足一些柔性物品的特殊要求，在保持电子性能的同时适应改变形状。
“当然，如果电子设备需要一定强度，还可以采用不同熔点的液态金属墨水，实现印刷后即固化。”刘静补充说,“将液态金属涂层覆盖在柔性硅胶结构表面，还可利用液态金属材料在不同温度下的相变特性，实现立体结构可调控的力学性能。”
“从安全性上看，此类材料在环境下很难蒸发。如果没有大剂量皮肤接触、吞咽、停留体内等情况，使用起来是比较安全的。”国瑞补充说。
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“除本身的电子工程学意义外，这项研究为三维立体功能电子器件快速制造，提供了一种重要且易于规模化普及的实用技术。”刘静说，“该技术具有非常强的实用性，有望赋能3D打印行业，推动传统3D打印的可持续健康发展，有望激发3D打印行业活力，促成其规模化应用。”https://t.cn/A6xVM5LU
【宇宙神秘闪烁原来是它干的！“慧眼”卫星认证快速射电暴来自磁星】
“慧眼”卫星首席科学家张双南在办公室里来回踱步，时不时停下来回复一下微信上的信息。“先讨论到这里，我想一想。”回完信息后，张双南继续踱步，大脑飞速旋转。
2020年4月下旬，一颗名为SGR J1935+2154的银河系内磁星进入活跃期，出现频繁的X射线爆发。4月28日一早，张双南以前的学生、北京师范大学天文系讲师林琳建议，让“慧眼”盯住这颗星。
盯不盯？作为“慧眼”卫星的首席科学家，张双南要考虑的因素很多。磁星是一种拥有极强磁场的中子星，“慧眼”以前做过观测，但观测到的有用成果不多。这次有没有可能看到新现象？在昂贵的观测时间成本和未知的科学回报之间，张双南要做一个平衡。
十几分钟后，他做出决定。2020年4月28日的中午，“慧眼”卫星收到来自地面的新指令：改变原定观测计划，对准磁星SGR J1935+2154，观测两天。
正是这个决定，让“慧眼”抓住了一次宇宙神秘闪烁的起源。2月19日，观测结果在线发表于《自然·天文学》。论文传送门：https://t.cn/A6tVAUYJ
图：慧眼卫星观测磁星（中科院高能所供图）
△ 猜想
指令发出后，是安静的等待。就在“慧眼”对准磁星后几个小时，2020年4月28日格林威治时间14点34分，加拿大CHIME实验和美国STARE2实验同时通过射电信号看到了一个亮度极高的快速射电暴（FRB），命名为FRB 200428。
快速射电暴是2007年发现的神秘天文现象，在几毫秒里能够释放出太阳一整天释放的能量。对于这种极亮闪烁的来源，科学界有很多猜测，如两颗致密星并合、致密星塌缩、磁星的爆发、中子星与小行星碰撞等，甚至还有人猜测是外星人发出的信号。
从FRB 200428的方向，科研人员推测，它与磁星SGR J1935+2154的方向大概一致，而且根据星际介质对不同频率射电信号之间的时间延迟推算，爆发源的距离为大约3万光年，也跟SGR J1935+2154大致相符。但这一猜测缺乏确切的观测证据。
4月29日凌晨，中国科学院高能物理研究所（简称中科院高能所）的“慧眼”卫星团队收到了新鲜热乎的观测数据。
一直负责从海量数据中挖掘出有用信号的高能所副研究员李承奎，很快从数据堆中发现了一个不同寻常的信号。
“看到了！”李承奎又惊又喜。“惊”是因为“慧眼”被磁星一个持续了1秒钟的超亮X射线暴“晃了眼”，数据出现饱和。“喜”是因为“曝光过度”的那1秒钟，出现在FRB 200428被监测到之前约8.6秒，这个时间差别正好与星际物质对射电信号的延迟相当。也就是说，在快速射电暴出现时，这颗磁星正好产生了X射线暴。
只有一种解释能说明这种巧合：FRB 200428来自这颗磁星。
△ 实锤
2020年4月29日开始，“慧眼”卫星的值班室就像一锅突然被煮沸了的水。李承奎和“慧眼”载荷团队的其他科研人员开始开发处理数据饱和的代码，对数据进行修复。这种忙碌状态一直持续了两天。
“数据越来越有趣，情况越来越简单，事情越来越重要。”5月2日凌晨3点多，张双南发了一条朋友圈。
在被修复的光变曲线上，两个X射线脉冲形成了两道尖峰，尖峰出现的时间显示为2020年4月28日14点34分24秒。这两个尖峰在时间上和射电望远镜探测到的FRB 200428的两个峰高度吻合。
假设被证实。“慧眼卫星基于独特的准直器设计，对X射线暴进行了高精度定位，从而证明了该X射线暴和快速射电暴都来自这颗磁星。这是人类首次确认快速射电暴的起源天体，也是首个起源于银河系内的快速射电暴。对于理解快速射电暴的物理本质，这是一个重要的里程碑。”张双南告诉《中国科学报》。
“慧眼”卫星探测到的X射线爆发，同时也被欧洲的INTEGRAL卫星、俄罗斯的KONUS-WIND探测器和意大利的AGILE卫星监测到，但由于“慧眼”卫星同时载有低能、中能、高能探测器，“它对FRB 200428的观测数据统计性最好、能区覆盖最宽，提供了最为丰富、精细的时变和能谱信息。‘慧眼’卫星还是国际上独立定位了该X射线暴的两颗天文卫星之一，定位精度远远高于探测到FRB 200428的两个射电望远镜的精度。”张双南说。
不仅如此，“慧眼”卫星也是唯一一个给出了爆发期间X射线能谱详细演化的设备。根据“慧眼”的数据，科研人员发现，该X射线暴峰值处的X射线能谱和其他时间段暴的能谱显著不同，同时也与绝大多数的磁星X射线暴明显不同。
很快，他们在天文快报上公布了这项发现，并于5月22日上传了该研究的预印本。
△ 预印转正 解谜继续
由于“慧眼”等X射线卫星的科研团队提交的论文数据多、信息量大，审稿周期长，《自然》杂志决定先刊发几个地面天文台对这次快速射电暴的射电研究成果，然后在《自然·天文学》子刊上刊登X射线研究成果。
即便最初上传的只是预印本，研究数据仍令天文界振奋。从预印本刊发到如今通过同行评审正式刊发，8个多月来，预印本论文已被引用了50多次，期间，FRB 200428来自磁星的发现，被英国《自然》杂志评为2020年十大科学发现之一，被美国《科学》杂志列入2020年十大科学突破。
看到“慧眼”团队发表的数据，STARE2实验的发起人、美国加州理工学院天文学家、美国科学院院士Shrinivas Kulkarni通过邮件向张双南提了一个建议：“如果你们能对这颗磁星做连续一个月的观测，你们将会留下一个传世的数据库，会非常有科学价值。”
这个建议与张双南的想法不谋而合。2020年5月初，“慧眼”团队在网上公布了他们接下来的观测计划，写明了具体哪段时间段地球会挡在“慧眼”和这颗磁星中间，哪段时间“慧眼”会处于关闭状态。这一做法使得全球的天文台能够与“慧眼”配合安排观测。
“这一个月里，数据非常丰富，‘慧眼’看到了约100个来自这颗磁星的X射线爆发，这些数据非常珍贵。”张双南表示，“慧眼”团队在已刊发的论文中并没有对磁星产生快速射电暴的机制作出详细的理论解释，而这正是目前他们正在利用这些数据深入研究的内容。
在“慧眼”卫星稳定运行的同时，中科院高能所牵头研制的增强型X射线时变与偏振空间天文台（eXTP）在经过十多年的预研之后，也已进入方案设计阶段。“银河系外的快速射电暴因为距离更远，其高能对应体将非常微弱，eXTP将是探测它们的理想设备。”张双南说。
或许，在不久的将来，快速射电暴的神秘面纱将会被彻底揭开。https://t.cn/A6tVAUY6
“慧眼”卫星首席科学家张双南在办公室里来回踱步，时不时停下来回复一下微信上的信息。“先讨论到这里，我想一想。”回完信息后，张双南继续踱步，大脑飞速旋转。
2020年4月下旬，一颗名为SGR J1935+2154的银河系内磁星进入活跃期，出现频繁的X射线爆发。4月28日一早，张双南以前的学生、北京师范大学天文系讲师林琳建议，让“慧眼”盯住这颗星。
盯不盯？作为“慧眼”卫星的首席科学家，张双南要考虑的因素很多。磁星是一种拥有极强磁场的中子星，“慧眼”以前做过观测，但观测到的有用成果不多。这次有没有可能看到新现象？在昂贵的观测时间成本和未知的科学回报之间，张双南要做一个平衡。
十几分钟后，他做出决定。2020年4月28日的中午，“慧眼”卫星收到来自地面的新指令：改变原定观测计划，对准磁星SGR J1935+2154，观测两天。
正是这个决定，让“慧眼”抓住了一次宇宙神秘闪烁的起源。2月19日，观测结果在线发表于《自然·天文学》。论文传送门：https://t.cn/A6tVAUYJ
图：慧眼卫星观测磁星（中科院高能所供图）
△ 猜想
指令发出后，是安静的等待。就在“慧眼”对准磁星后几个小时，2020年4月28日格林威治时间14点34分，加拿大CHIME实验和美国STARE2实验同时通过射电信号看到了一个亮度极高的快速射电暴（FRB），命名为FRB 200428。
快速射电暴是2007年发现的神秘天文现象，在几毫秒里能够释放出太阳一整天释放的能量。对于这种极亮闪烁的来源，科学界有很多猜测，如两颗致密星并合、致密星塌缩、磁星的爆发、中子星与小行星碰撞等，甚至还有人猜测是外星人发出的信号。
从FRB 200428的方向，科研人员推测，它与磁星SGR J1935+2154的方向大概一致，而且根据星际介质对不同频率射电信号之间的时间延迟推算，爆发源的距离为大约3万光年，也跟SGR J1935+2154大致相符。但这一猜测缺乏确切的观测证据。
4月29日凌晨，中国科学院高能物理研究所（简称中科院高能所）的“慧眼”卫星团队收到了新鲜热乎的观测数据。
一直负责从海量数据中挖掘出有用信号的高能所副研究员李承奎，很快从数据堆中发现了一个不同寻常的信号。
“看到了！”李承奎又惊又喜。“惊”是因为“慧眼”被磁星一个持续了1秒钟的超亮X射线暴“晃了眼”，数据出现饱和。“喜”是因为“曝光过度”的那1秒钟，出现在FRB 200428被监测到之前约8.6秒，这个时间差别正好与星际物质对射电信号的延迟相当。也就是说，在快速射电暴出现时，这颗磁星正好产生了X射线暴。
只有一种解释能说明这种巧合：FRB 200428来自这颗磁星。
△ 实锤
2020年4月29日开始，“慧眼”卫星的值班室就像一锅突然被煮沸了的水。李承奎和“慧眼”载荷团队的其他科研人员开始开发处理数据饱和的代码，对数据进行修复。这种忙碌状态一直持续了两天。
“数据越来越有趣，情况越来越简单，事情越来越重要。”5月2日凌晨3点多，张双南发了一条朋友圈。
在被修复的光变曲线上，两个X射线脉冲形成了两道尖峰，尖峰出现的时间显示为2020年4月28日14点34分24秒。这两个尖峰在时间上和射电望远镜探测到的FRB 200428的两个峰高度吻合。
假设被证实。“慧眼卫星基于独特的准直器设计，对X射线暴进行了高精度定位，从而证明了该X射线暴和快速射电暴都来自这颗磁星。这是人类首次确认快速射电暴的起源天体，也是首个起源于银河系内的快速射电暴。对于理解快速射电暴的物理本质，这是一个重要的里程碑。”张双南告诉《中国科学报》。
“慧眼”卫星探测到的X射线爆发，同时也被欧洲的INTEGRAL卫星、俄罗斯的KONUS-WIND探测器和意大利的AGILE卫星监测到，但由于“慧眼”卫星同时载有低能、中能、高能探测器，“它对FRB 200428的观测数据统计性最好、能区覆盖最宽，提供了最为丰富、精细的时变和能谱信息。‘慧眼’卫星还是国际上独立定位了该X射线暴的两颗天文卫星之一，定位精度远远高于探测到FRB 200428的两个射电望远镜的精度。”张双南说。
不仅如此，“慧眼”卫星也是唯一一个给出了爆发期间X射线能谱详细演化的设备。根据“慧眼”的数据，科研人员发现，该X射线暴峰值处的X射线能谱和其他时间段暴的能谱显著不同，同时也与绝大多数的磁星X射线暴明显不同。
很快，他们在天文快报上公布了这项发现，并于5月22日上传了该研究的预印本。
△ 预印转正 解谜继续
由于“慧眼”等X射线卫星的科研团队提交的论文数据多、信息量大，审稿周期长，《自然》杂志决定先刊发几个地面天文台对这次快速射电暴的射电研究成果，然后在《自然·天文学》子刊上刊登X射线研究成果。
即便最初上传的只是预印本，研究数据仍令天文界振奋。从预印本刊发到如今通过同行评审正式刊发，8个多月来，预印本论文已被引用了50多次，期间，FRB 200428来自磁星的发现，被英国《自然》杂志评为2020年十大科学发现之一，被美国《科学》杂志列入2020年十大科学突破。
看到“慧眼”团队发表的数据，STARE2实验的发起人、美国加州理工学院天文学家、美国科学院院士Shrinivas Kulkarni通过邮件向张双南提了一个建议：“如果你们能对这颗磁星做连续一个月的观测，你们将会留下一个传世的数据库，会非常有科学价值。”
这个建议与张双南的想法不谋而合。2020年5月初，“慧眼”团队在网上公布了他们接下来的观测计划，写明了具体哪段时间段地球会挡在“慧眼”和这颗磁星中间，哪段时间“慧眼”会处于关闭状态。这一做法使得全球的天文台能够与“慧眼”配合安排观测。
“这一个月里，数据非常丰富，‘慧眼’看到了约100个来自这颗磁星的X射线爆发，这些数据非常珍贵。”张双南表示，“慧眼”团队在已刊发的论文中并没有对磁星产生快速射电暴的机制作出详细的理论解释，而这正是目前他们正在利用这些数据深入研究的内容。
在“慧眼”卫星稳定运行的同时，中科院高能所牵头研制的增强型X射线时变与偏振空间天文台（eXTP）在经过十多年的预研之后，也已进入方案设计阶段。“银河系外的快速射电暴因为距离更远，其高能对应体将非常微弱，eXTP将是探测它们的理想设备。”张双南说。
或许，在不久的将来，快速射电暴的神秘面纱将会被彻底揭开。https://t.cn/A6tVAUY6
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