本篇成果刊登化工领域顶刊Chemical Engineering Journal，针对传统GaInSn液态金属浆料易团聚、基底附着力差、稳定性不足等行业痛点，采用可再生木质素作为包覆稳定剂，通过超声分散制备环保型液态金属导电油墨，可适配滴涂、DIW浆料直写多种成型方式，修饰印刷碳电极后实现尼美舒利药物高灵敏电化学检测，兼顾绿色制备工艺与优异传感性能。

液态金属具备高导电、高延展性优势，是柔性电子、传感器件热门材料，但原生GaInSn液滴表面氧化层易发生团聚，直接成型时难以均匀附着在电极基底；传统分散助剂多为有毒有机溶剂与表面活性剂，实验成本高且存在环境隐患。本文选用天然木质素作为包覆层，依靠酚羟基与金属离子形成配位作用，无需有害助剂即可稳定液态金属分散体系，同时提升油墨在电极表面的粘附能力，适配各类3D打印、溶液涂覆成型工艺。

木质素/GaInSn导电油墨制备工艺流程

整套油墨制备流程操作简便，仅需超声分散、离心清洗两步核心工序。将GaInSn液态金属与木质素水溶液混合，探针超声处理20分钟，木质素分子依靠离子-偶极相互作用均匀包覆在金属液滴表层，多次离心去除未结合游离木质素，即可得到长期稳定的水性导电油墨。成型时采用滴涂工艺修饰丝网印刷碳电极，低温烘干后直接用于电化学检测，整套制备流程无有毒试剂，属于可持续绿色材料方案。

油墨微观结构与化学表征分析

研究通过FTIR、XPS、TEM、EDS多类表征手段验证木质素包覆机制。红外图谱对比证明木质素酚羟基与GaInSn金属离子产生配位键；XPS元素分谱检测到镓、铟、锡元素结合能偏移，证实界面相互作用；透射电镜清晰观测到金属液外部约12nm厚木质素包覆层，元素映射图显示碳、氧、镓、铟、锡均匀共分布，证明分散体系混合均匀，无明显团聚现象。

改性电极电化学传感性能测试

分别对裸碳电极、纯木质素修饰电极、纯GaInSn电极、木质素/GaInSn复合电极开展阻抗、循环伏安测试，复合电极电荷转移电阻大幅降低，电子传递效率显著提升。针对尼美舒利药物检测，差分脉冲伏安法可实现0.05~210μM宽线性区间，检出限低至1.09nM，共存尿酸、金属离子等干扰物质时电流波动小于5%，抗干扰性能优异。

实验系统优化油墨滴涂量、电解液pH、扫描速率等工艺参数，确定4μL油墨、中性pH环境为最优检测条件；实际尿液、河水加标样品回收率介于99.6%~101.3%，具备真实水体、生物样本现场检测实用价值。多次循环测试后信号无明显衰减，电极可重复使用，稳定性满足长期实验需求。

材料与工艺工程应用价值

第一，采用天然木质素作为稳定剂，全程无有毒助剂，油墨绿色环保，降低实验室废液处理成本；

第二，包覆层大幅提升GaInSn浆料分散稳定性与基底附着力，适配滴涂、DIW浆料直写、气溶胶喷射多种增材成型工艺；

第三，复合修饰电极检测线性范围宽、检出限低，抗干扰能力强，可用于水环境药物残留、生物体液微量污染物快速检测；

第四，生物基液态金属油墨拓展柔性传感、可穿戴电子材料体系，为低成本功能导电浆料开发提供全新思路。

本文木质素包覆液态金属导电油墨成型思路，可匹配各类传感器件DIW科研实验需求。铂邦专注DIW浆料直写设备研发制造，可根据科研、量产需求，提供标准化打印整机、软硬件系统定制、专属浆料工艺全流程技术服务。