近年来，液态金属-聚合物复合弹性体由于其优异的柔韧性、导电性、导热性及机械耐受性，广泛应用于柔性可穿戴电子、智能机器人、热工程管理和电磁屏蔽等领域。得益于液态金属在室温环境中可调节的相变过程，基于液态金属的智能导电弹性体有着突出的研究前景和价值。
基于此，湖南大学化学化工学院吴英鹏教授团队利用一种由内而外的方法一步构建轻质导电液态金属智能弹性泡沫（EMLM foam）。基于可逆刚度控制、轻量化、导电性和机械稳定性等特点，EMLM泡沫在可调谐声学、能量吸收、热驱动修复等不同领域均表现出优异性能。
该工作将膨胀微球（EM）与液态金属（LM）通过简单的机械复合即可得到分散均匀的EMLM前驱体，在受热条件下EM体积膨胀挤压LM流动填充于EM之间的缝隙，与此同时，EM之间也发生塑化形成聚合物泡沫，从而实现一步构建金属-聚合物双连续三维网络骨架。仅需3vol% LM便可构建超轻质液态金属导电弹性体（密度<0.3 g/cm3，4vol% LM电导率可达3.8×104S/m），优于大部分已报道液态金属弹性体。该方法不仅简单环保，而且解决了由于液态金属比表面张力大和密度大，造成的复合弹性体难以导电（通常需要机械烧结，表面改性等额外技术实现导电）和过量金属使用（导致资源过度消耗且器件质量增大）等问题。
进一步，他们通过自行设计并搭建了力-电阻原位测试装置，系统的探究了微球膨胀力产生的内部机械烧结力和液态金属含量对EMLM泡沫导电性和机械力学性能的影响。并首次通过有限元模拟阐释了液态金属在微球膨胀挤压下，形成三维导电网络的过程，利用3D-CT技术证实该三维金属导电网络的均匀性。选择合适金属（镓，伍德合金，菲尔德合金等）可获得多种EMLM泡沫，通过调节温度实现泡沫的刚性可调和形状记忆功能。基于金属-聚合物稳定的双连续三维结构和金属相变的特性，该泡沫在多领域表现出优异性能：1）控制泡沫金属骨架固液相转变实现其在声学可逆调控；2）加热驱动泡沫膨胀实现电路的快速紧急修复；3）填充于中空管道实现机械性能增强和能量吸收。该工作以“Lightweight Liquid Metal-Elastomer Foam with Smart Multi-Function” 为题发表在 Advanced Functional Materials （Adv. Funct. Mater. 2022, 2205167）上。文章第一作者是湖南大学19级博士杨鹏坤和20级硕士李鑫洋，通讯作者为黄璐副教授和吴英鹏教授。
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