室溫液態(tài)金屬，讓電子制造打破時空的限制。

說到室溫液態(tài)金屬，可能大多數(shù)人都沒聽說過這個概念。

簡單的說，室溫液態(tài)金屬是多種金屬的合金，它的熔點和粘度低，室溫下具有水一樣的流動性，同時其導電性強、穩(wěn)定性好，不僅無毒且不易與其他物質反應，即便在2000攝氏度的條件下也不易揮發(fā)。

像下面這些：

如同手工繪制的藝術品，其實是通過這種特殊新材料制作的。

那么，這種和我們印象完全不同屬性和形態(tài)的液態(tài)金屬，到底從何而來，又能給我們帶來什么神奇的變革呢？

帶著這樣的疑問，我們采訪了全球首創(chuàng)室溫液態(tài)金屬增材制造技術的初創(chuàng)企業(yè)夢之墨，揭開這個常溫下為液體形態(tài)的金屬的神秘之處。

從無到有，液態(tài)金屬從理化所走向產(chǎn)業(yè)化落地

“液態(tài)金屬其實是劉靜教授11年提出來的學科，這方面的研究都是我們自己由無到有建立起來的。”陳柏煒是夢之墨的創(chuàng)始人之一，而他提到的劉靜教授則是夢之墨的首席科學家，同時他也是中國科學院理化技術研究所研究員，清華大學醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系教授。正是基于其在液態(tài)金屬領域長達10多年的研究，劉靜教授首次提出了液態(tài)金屬印刷電子學這樣的前沿學科。

從左至右依次為：陳柏煒、劉靜教授、于洋

在創(chuàng)辦夢之墨之前，陳柏煒一直從事成果轉化和產(chǎn)業(yè)化工作將近十年時間，經(jīng)過一段時間的嘗試和試驗后，又恰逢趕上國家鼓勵科研人員自主創(chuàng)業(yè)，團隊就正式創(chuàng)辦了現(xiàn)在的夢之墨。

“其實這也是幫助劉靜教授將室溫液態(tài)金屬的項目研究落地，也就是說，理化所提供技術支持，而我們夢之墨則將這個技術產(chǎn)業(yè)化。”

用陳柏煒的話來說，“夢之墨就是基于液態(tài)金屬電子增材制造技術的綜合方案提供商。”

和我們此前接觸的一些初創(chuàng)項目不同的是，夢之墨在整個新材料市場上顯得與眾不同，因為從學科的建立到技術的研發(fā)和成果轉化，完全都是由他們自己主導完成整個過程的閉環(huán)。

圍繞液態(tài)金屬特性，做硬件產(chǎn)品的落地

電子電路的制造一直是非常耗時、耗材以及耗能的工藝，而且很多情況下，這種制造過程只能發(fā)生在一些投資較大的工廠中。但是夢之墨通過液態(tài)金屬打印技術解決了這種傳統(tǒng)電子電路制造的痛點。

這也是液態(tài)金屬的技術價值點之一——快速制造和個性化制造，夢之墨研發(fā)的液態(tài)金屬桌面電子電路打印機可以像普通打印機一樣，直接把電路打印出來。在個性化方面，以前的電路制造都是模板式的印刷，大批量的制造才劃算，夢之墨能夠讓用戶完全按照自己的設計圖打印出相應的電路。

液態(tài)金屬個人電子電路打印機外觀、設計圖及其復合式墨水驅動機理流場模擬情況

陳柏煒舉了個例子。“就像以前拍完照片要洗照片，兩三天才能能取到，但是現(xiàn)在打印店可以直接把照片打印出來，這個就等同于我們液態(tài)金屬電子電路打印機的價值點。”

但是為了能夠讓這種低成本下快速制作電子電路成為現(xiàn)實，夢之墨以及其背后的理化所研究團隊攻克了非常多的技術難點。

為了解決金屬墨水表面張力高難以通過常規(guī)方法平穩(wěn)驅動的問題，研究小組集合了上下敲擊式進墨、旋轉及平動輸運、轉印乃至壓印黏附的方法。

“從根本上說，它就是一個全新的東西，最重要的是基于液態(tài)金屬材料的性質去改性、配制以及后續(xù)的封裝，從材料到整個工藝包都需要非常多的嘗試。”

另外，基于液態(tài)金屬在室溫下具有水一樣的流動性，它制造的電路的柔性也非常強，可以隨意拉伸、折疊。“這也是現(xiàn)有所有電路都無法達到的柔性程度，我們解決了此前方案無法解決的問題。”陳柏煒介紹。

如果電路板能夠做到一定的柔性，未來柔性顯示屏的應用場景也會更加廣泛。

液態(tài)金屬任意表面普適印刷設備及印刷樣品

除此之外，液態(tài)金屬的價值點還體現(xiàn)在任意表面的電路制造以及混合打印上。其中，混合打印指的是可以將電路和結構一起打印出來，“在3D打印過程中，我們把電路、芯片都放進去，相當于把3D打印從結構制造轉變?yōu)楣δ苤圃臁?rdquo;

最關鍵的是上述提到的所有制造過程都是完全無毒無害的，整個制作工藝非常環(huán)保。

“我們最大的價值點和初衷就是讓電子制造打破時空的限制，讓電子制造觸手可及。”陳柏煒帶領著夢之墨一直向著這個理念努力著。

技術落地之路漫漫，夢之墨正在路上

如開篇所說，夢之墨是將理化所的技術產(chǎn)業(yè)化，所以在實際應用落地上，也主要圍繞液態(tài)金屬的幾個價值特性展開。

據(jù)陳柏煒介紹，他們目前的業(yè)務主要分為這樣幾大塊：一是標準化的打印機，比如他們的“明星產(chǎn)品”液態(tài)金屬電子電路打印機。

這些液態(tài)金屬電子電路打印機會提供給小B客戶，包括學校、科研機構以及一些有特殊應用場景的機構。以學校為例，可以讓高校實驗室快速制作各種電路。

二是液態(tài)金屬印刷電子解決方案，該方案可以廣泛的應用在智能包裝、電磁屏蔽、醫(yī)用生物傳感器、太陽能電池等。

以電磁屏蔽為例，低熔點的液態(tài)金屬涂料作為導電性粘結劑可以直接涂覆于任意結構的集采表面，形成均勻致密的薄膜，改變整個導電涂料市場。暢想一下，這種涂層電路也會讓我們和智能家居的概念更加貼近，墻壁、門窗、地面都是無處不在的電、磁、光、熱等。

陳柏煒也表示他們準備后續(xù)在印刷電子方面做一些推廣和研發(fā)計劃，同時也準備進一步開拓韓國、荷蘭這樣的海外市場，現(xiàn)在他們正在進行第二輪的融資計劃。

利用液態(tài)金屬打印機在柔性基底上打印后即時制作的透明電子裝飾圖案或電子賀卡

三是智能電子方面，比如制造一些全柔性貼片，提供多點陣列式集成的電路傳感模塊，這樣就可以和柔性機器結合起來，做一個閉環(huán)的控制。能夠滿足可穿戴設備、皮膚電子、醫(yī)學植入、柔性顯示、太陽能電池板等諸多前沿需求，未來人們甚至可以隨心所欲地在任意物體表面實現(xiàn)各類柔性功能器件的定制化快速開發(fā)。

結語：

雖然夢之墨在液態(tài)金屬新材料方面一枝獨秀，但是鳳凰涅槃過程中的痛苦他們也悉數(shù)經(jīng)歷過，“這個是自己創(chuàng)造和創(chuàng)新的過程，和很多技術創(chuàng)新不大一樣，我們是從觀念上就在創(chuàng)新。”

當問及液態(tài)金屬應用市場的競爭情況，陳柏煒倒是非常自信，“我們的專利布局已經(jīng)逐步完善，縱觀全球，像夢之墨這種成體系做的也比較少，即使要追趕也得三到五年，等到那時我們的技術積累又到了新的階段。”

可以預見，未來隨著技術的進一步成熟發(fā)展，液態(tài)金屬將變革整個電子電路行業(yè)。

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