从事液态金属3D直写相关课题的课题组，普遍会遇到几项难以规避的研发难题。常规镓铟合金浆料表面张力高、基础粘度偏低，仅能成型二维平面线路，无法实现垂直堆叠的立体结构；金属添加量一旦超过75%，打印挤出过程极易出现液滴团聚、丝线断裂，成型直接失效。

同时传统液态金属打印坯本身绝缘，想要形成导电通路，只能依靠拉伸、激光后处理，刚性基材上完全无法使用，也很难在斜面、异形构件表面完成原位导电图案制备。本篇顶刊研究提出全新乳液凝胶体系，从墨水原料层面解决以上全部痛点。

高固含量液态金属乳液墨水核心设计

研究以卡波普水凝胶作为连续相，制备LM-HIPEG高内相镓铟乳液，液态金属分散相体积占比最高可达82.5%，大幅超越传统浆料的固含量上限。

卡波普分子能够吸附在液态金属氧化表层形成润滑缓冲薄膜，打印挤出时隔绝金属液滴，避免剪切力撕裂氧化膜造成团聚，兼顾高金属填充量与稳定挤出能力，流变特性完全适配DI浆料直写成型工艺。墨水常温搅拌即可完成制备，储存稳定性优异，打印后仅水分缓慢挥发，成型件尺寸收缩极小。

DIW直打印型综合表现

这套墨水体系对打印设备门槛友好，常温环境下完成配浆，采用200μm喷嘴即可实现高精度线条成型，无需额外支撑结构就能打印镂空桁架、悬空立体仿生结构。

墨水基材适配性广泛，PET、PI、PTFE、聚丙烯等柔性、硬质板材均可直接附着打印，成型后不会出现脱层、开裂，打印样品常温下可稳定放置数小时。

三种无损导电激活方式

论文设计三套不破坏打印外形的导电激活方案，适配不同实验场景需求：

• 拉伸激活：柔性基底仅5%拉伸形变即可击穿隔离凝胶层，线路电阻大幅下降，多次循环拉伸仍能保持稳定导电性能；
• 低温激活：-30℃低温依靠金属热膨胀撑开液滴界面，无需外力拉扯，适合不可形变刚性打印样品；
• 低压电场激活：仅9-15V电压就能快速形成连续导电通路，无机械接触，多层集成电路制备首选方案。

研究应用参考价值

该液态金属乳液墨水体系大幅拓展了DI直写增材制造的应用边界，可单台打印设备一体化制备三维柔性导电电路，也能与硅基、环氧绝缘浆料交替共打印多层集成器件，在柔性传感、软体机器人等方向具备很高的实验参考价值，为功能性3D打印浆料开发提供了新思路。