2021，我的年度搭配报告，每个关键词，都关于你CCTV、清华大学色彩研究所、男人风尚、年度风尚搭配林更新、郑凯、陆毅、男装搭配体验馆2021秋冬中国男装代表色、搭配色彩研究报告、绿色生态空间、一对一专属搭配服务#01 “匠心”——欧度&CCTV《匠心精神》纪录片少有人走的路上先行者有一颗大心脏是匠心，亦是决心，专心做好搭配，为顾客，为你提升魅力做大欧度，为团队，为社会做贡献CCTV 即将上映我们的匠心故事
叶言材：我的前尘往事（5）察院老宅、老宅变迁（上）
我家是一座三进的四合院，并带有一个东跨院。院子里一色方砖漫地，幼儿园时的我，经常可以在院子里开心地骑着儿童用的三轮小车，小学三年级以后直到初中时期，我还可以在院子里骑自行车，足见院子够大。
后来六十年代末，院子里一进大门的影壁和里外院之间垂花门的墙被街道居委会拆毁，在院子中间修了防空洞，地面上鼓起了一个大土包，我就再也不能骑车了。
我家这所宅院可以追溯到道光年间，我太祖父讳“联魁”，字慎斋（家父和叶嘉莹先生的曾祖父），出生于道光六年（1826），因他在咸丰和同治年间任二品武官（清朝的“一品武官”很少），所以我家的院门是那种“广亮大门”，坐北朝南，门旁有“上马石”，门洞将近六尺深（王府为八尺深），左右各有一个石鼓型的“门墩儿”，鼓上各趴卧着石狮子，鼓身正面和侧面还雕有数头狮子，门的上方有四个突出的门当（也叫“门楣”），下方是足足有一尺来高并可以拆卸的门槛。朱红色的大门，高约两米左右，厚约15公分左右，两扇大门上各有一个金属门钹，上边有金属门环，叫门时用门环敲击门钹发出声响。据熟悉北京四合院的人称：按照清代的规制，这是一座仅次于王府规制的、专用的、典型的“二品武官院门”。但是，门口的石鼓石狮在文革初期，却被我和姐姐用铁锤捣坏了。
后因我的曾祖父考取了进士，于是门上就多挂了一块“进士第”的匾额。可是我从小就没见过，后来初中毕业16岁进工厂当学徒，跟一位对我家一带比较熟悉的老师傅聊天儿时，他问我家住哪里，听我说了以后，他说：你家原来可是不得了，门上挂着“太史第”的大牌匾，行人只能从前边经过，不能停留…… 我很吃惊，回到家里向父亲询问，家父才告诉我：不是“太史第”，是“进士第”。
门洞内侧也有近六尺深，迎面是一座高大的磨砖“影壁”（又称“照壁”），据我父亲的笔记描述：
影壁上嵌有病者赠送的“立起沈疴”等匾额，壁的中间竖有题写着“水心堂葉”的木刻，“葉”字为红色，先伯父说“‘水心堂’即为我家之堂号，‘水心’原为宋代学者叶适的别号，先伯父敬仰其人，故题‘水心堂葉’”。（按：此处为了能表现原貌，所以使用繁体“葉”字）
壁前匾下放一大荷花缸，粉色荷花，绿色荷叶互相衬托着，夏季还养几尾红色小鱼，它既可以吃孑孓避免滋生蚊子，同时给人一种雅致脱俗之感，令人不禁想起“出淤泥而不染”之名句。
向左下三级台阶才能进入外院——一进院，外院是一溜五间南房和一间厕所。我父亲说：南房原为书房，可在内读书亦可接待男宾，所以这间厕所是“男厕”。
里外院之间有一堵两米多高的院墙，上白下黑，白墙上有用小瓦片组成的轱辘钱儿形的饰样，正中是一座“垂花门”，坐落在将近三平米见方的石台上，石台向内院延伸，四边由一尺宽的条石组成，中间由大方砖漫成，各有两级条石台阶，通向东西南北四个方向。听父亲说“可作为艺人表演曲艺之用的一个小戏台，台上北面为一木制屏门，绿色门扇上写有红色‘福'、‘寿'二字，此屏门只是当家中有红白大事时方才开启”。
其实我也只是听说过院子里曾经有过“垂花门”，而在我的脑海中完全没有关于“垂花门”的记忆。垂花门内是二进院，即中院，或称“正院”，北边是三间正房加左右两侧耳房和一间存储物品的库房，西厢房和东厢房各三间。无论是里院的北房、东西厢房，还是外院的南房，房基都比较高，进屋都必须上三级石台阶，而且台阶两侧都有条石坡道。为了便于流水与防潮，西厢房的背后、东厢房的南山墙与影壁之间都修建有相当于一个成年人体宽的夹道。
北房中间堂屋后墙的上半截能够支撑起来，可以看到三进院的后花园。后院也有一个比较小的院门，直通长安街。整座院落的东北角除有一片空地可以种植一些作物外，还有一间厕所。也就是说，在整座院落的东北角和西南角各有一间厕所，这在北京的四合院里也是不多见的。
东跨院是车房、马厩和厨房，所以大门东侧的门是车马进出用的。1958年“大跃进”时被居委会改造成了“街道食堂”。
老宅的变迁（一）
1958年秋，我的“大爷爷”叶廷乂公（我祖父的哥哥）去世后，这样一座占地面积约2000平米的“察院胡同老宅”，陆续搬进来了一些家族以外的人。家父叶嘉谋当时是北京第35中学的语文老师，这所学校原名“志成中学”，是1923年由李大钊等人创建的。因校领导对家父说：现在有不少教职员工没有地方住，你家有房，先帮学校解决一下困难吧。于是，家父就将后院的房子腾空，借给了同事们居住，因为上百年的老房经常被居住的人要求需要维护修缮，会需要不小的费用，领导就让他们给我家一些钱，不知怎的，到了1966年6月房管部门来人到我家，当时只有我这么一个小学三年级的孩子在家，帮他一起丈量了所有房屋以后，他们说你告诉家长留下你们现在所住的房子是“自住房”，其它的都由国家按“出租房”代管了……就这样，院子就被国家收了。
另外，1957年冬，因国家已经计划在人民大会堂西侧建造“国家大剧院”（当时并没告知要建什么），我外祖父家的土地和房产被征用了，可是搬迁的住房还没有建好，外祖父一家人只好先搬到我家院子借住，搬进了里院的西房。1958年，开始了“三面红旗”运动。翌年，街道居委会要办公共食堂，并且3天之内就要开张。是以，做为人民教师的家父和家叔，为了积极响应党的号召，仓促腾空院子里的东厢房和东跨院原来的车库——里面放满了书籍，只得将房中的书籍家具等物品处理掉。就这样，我父亲他们打开了多年前就已锁定的车库大门，街道居委会的公共食堂进驻了我家车库。当时我还很小，不太记得什么，后来才听说荣宝斋、北京图书馆、首都图书馆来家中分别挑选，拉走了几车。前些年又听说，当年还有不少被清华大学拉走了。总之，说明以前家里所藏的图书物品应该都还是不错的。
记得我小时候家里有四根通体铁铸的“旗枪”，所谓“旗枪”就是八旗军军旗的旗杆，应该是各旗将士中最重要的指挥官才能拥有，后来为了锻炼身体，家父和我哥哥把它们用铁丝固定在了相近的两棵树上，做为单杠使用。家里还曾有过一把宝剑，护手（又称“吞口”）处是一个狮形兽头，剑锋似从狮口中吐出的舌头，约三尺长，当时我还小，觉得很重，需要双手才能相当吃力地举起。曾听老人们说清代佩剑的护手分为：一等龙头纹，二等狮头纹，三等虎头纹，四等狗头纹，等外为蝴蝶纹、无纹…… 我至今也不知真假，因为那把剑在文革初期红卫兵抄家时被抄走了。
我上小学一、二年级的时候，曾经想学毛笔字（描红模字）和画徐悲鸿那样的马，所以毛笔用得很费，经常跑到西小院库房里去拿新的毛笔。库房里有很多东西，据说都是以前没被挑走的。其中印象最深的就是有几盒“宫墨”，它们在木盒中一字排开，中间的那块最大，上有金色的龙纹图案，两侧的墨依次越来越小，再靠外的两块是红色的，据说是“朱砂墨”，而且这几盒墨和木盒的气味都很香。当年父母不让我用这些墨，我只好到外面去买，可是市场上卖的墨或者墨汁的气味都很臭，令人作呕，所以我就不学写字画画了。不过说实话，我真的浪费了不少好毛笔！（未完待续）
我家是一座三进的四合院，并带有一个东跨院。院子里一色方砖漫地，幼儿园时的我，经常可以在院子里开心地骑着儿童用的三轮小车，小学三年级以后直到初中时期，我还可以在院子里骑自行车，足见院子够大。
后来六十年代末，院子里一进大门的影壁和里外院之间垂花门的墙被街道居委会拆毁，在院子中间修了防空洞，地面上鼓起了一个大土包，我就再也不能骑车了。
我家这所宅院可以追溯到道光年间，我太祖父讳“联魁”，字慎斋（家父和叶嘉莹先生的曾祖父），出生于道光六年（1826），因他在咸丰和同治年间任二品武官（清朝的“一品武官”很少），所以我家的院门是那种“广亮大门”，坐北朝南，门旁有“上马石”，门洞将近六尺深（王府为八尺深），左右各有一个石鼓型的“门墩儿”，鼓上各趴卧着石狮子，鼓身正面和侧面还雕有数头狮子，门的上方有四个突出的门当（也叫“门楣”），下方是足足有一尺来高并可以拆卸的门槛。朱红色的大门，高约两米左右，厚约15公分左右，两扇大门上各有一个金属门钹，上边有金属门环，叫门时用门环敲击门钹发出声响。据熟悉北京四合院的人称：按照清代的规制，这是一座仅次于王府规制的、专用的、典型的“二品武官院门”。但是，门口的石鼓石狮在文革初期，却被我和姐姐用铁锤捣坏了。
后因我的曾祖父考取了进士，于是门上就多挂了一块“进士第”的匾额。可是我从小就没见过，后来初中毕业16岁进工厂当学徒，跟一位对我家一带比较熟悉的老师傅聊天儿时，他问我家住哪里，听我说了以后，他说：你家原来可是不得了，门上挂着“太史第”的大牌匾，行人只能从前边经过，不能停留…… 我很吃惊，回到家里向父亲询问，家父才告诉我：不是“太史第”，是“进士第”。
门洞内侧也有近六尺深，迎面是一座高大的磨砖“影壁”（又称“照壁”），据我父亲的笔记描述：
影壁上嵌有病者赠送的“立起沈疴”等匾额，壁的中间竖有题写着“水心堂葉”的木刻，“葉”字为红色，先伯父说“‘水心堂’即为我家之堂号，‘水心’原为宋代学者叶适的别号，先伯父敬仰其人，故题‘水心堂葉’”。（按：此处为了能表现原貌，所以使用繁体“葉”字）
壁前匾下放一大荷花缸，粉色荷花，绿色荷叶互相衬托着，夏季还养几尾红色小鱼，它既可以吃孑孓避免滋生蚊子，同时给人一种雅致脱俗之感，令人不禁想起“出淤泥而不染”之名句。
向左下三级台阶才能进入外院——一进院，外院是一溜五间南房和一间厕所。我父亲说：南房原为书房，可在内读书亦可接待男宾，所以这间厕所是“男厕”。
里外院之间有一堵两米多高的院墙，上白下黑，白墙上有用小瓦片组成的轱辘钱儿形的饰样，正中是一座“垂花门”，坐落在将近三平米见方的石台上，石台向内院延伸，四边由一尺宽的条石组成，中间由大方砖漫成，各有两级条石台阶，通向东西南北四个方向。听父亲说“可作为艺人表演曲艺之用的一个小戏台，台上北面为一木制屏门，绿色门扇上写有红色‘福'、‘寿'二字，此屏门只是当家中有红白大事时方才开启”。
其实我也只是听说过院子里曾经有过“垂花门”，而在我的脑海中完全没有关于“垂花门”的记忆。垂花门内是二进院，即中院，或称“正院”，北边是三间正房加左右两侧耳房和一间存储物品的库房，西厢房和东厢房各三间。无论是里院的北房、东西厢房，还是外院的南房，房基都比较高，进屋都必须上三级石台阶，而且台阶两侧都有条石坡道。为了便于流水与防潮，西厢房的背后、东厢房的南山墙与影壁之间都修建有相当于一个成年人体宽的夹道。
北房中间堂屋后墙的上半截能够支撑起来，可以看到三进院的后花园。后院也有一个比较小的院门，直通长安街。整座院落的东北角除有一片空地可以种植一些作物外，还有一间厕所。也就是说，在整座院落的东北角和西南角各有一间厕所，这在北京的四合院里也是不多见的。
东跨院是车房、马厩和厨房，所以大门东侧的门是车马进出用的。1958年“大跃进”时被居委会改造成了“街道食堂”。
老宅的变迁（一）
1958年秋，我的“大爷爷”叶廷乂公（我祖父的哥哥）去世后，这样一座占地面积约2000平米的“察院胡同老宅”，陆续搬进来了一些家族以外的人。家父叶嘉谋当时是北京第35中学的语文老师，这所学校原名“志成中学”，是1923年由李大钊等人创建的。因校领导对家父说：现在有不少教职员工没有地方住，你家有房，先帮学校解决一下困难吧。于是，家父就将后院的房子腾空，借给了同事们居住，因为上百年的老房经常被居住的人要求需要维护修缮，会需要不小的费用，领导就让他们给我家一些钱，不知怎的，到了1966年6月房管部门来人到我家，当时只有我这么一个小学三年级的孩子在家，帮他一起丈量了所有房屋以后，他们说你告诉家长留下你们现在所住的房子是“自住房”，其它的都由国家按“出租房”代管了……就这样，院子就被国家收了。
另外，1957年冬，因国家已经计划在人民大会堂西侧建造“国家大剧院”（当时并没告知要建什么），我外祖父家的土地和房产被征用了，可是搬迁的住房还没有建好，外祖父一家人只好先搬到我家院子借住，搬进了里院的西房。1958年，开始了“三面红旗”运动。翌年，街道居委会要办公共食堂，并且3天之内就要开张。是以，做为人民教师的家父和家叔，为了积极响应党的号召，仓促腾空院子里的东厢房和东跨院原来的车库——里面放满了书籍，只得将房中的书籍家具等物品处理掉。就这样，我父亲他们打开了多年前就已锁定的车库大门，街道居委会的公共食堂进驻了我家车库。当时我还很小，不太记得什么，后来才听说荣宝斋、北京图书馆、首都图书馆来家中分别挑选，拉走了几车。前些年又听说，当年还有不少被清华大学拉走了。总之，说明以前家里所藏的图书物品应该都还是不错的。
记得我小时候家里有四根通体铁铸的“旗枪”，所谓“旗枪”就是八旗军军旗的旗杆，应该是各旗将士中最重要的指挥官才能拥有，后来为了锻炼身体，家父和我哥哥把它们用铁丝固定在了相近的两棵树上，做为单杠使用。家里还曾有过一把宝剑，护手（又称“吞口”）处是一个狮形兽头，剑锋似从狮口中吐出的舌头，约三尺长，当时我还小，觉得很重，需要双手才能相当吃力地举起。曾听老人们说清代佩剑的护手分为：一等龙头纹，二等狮头纹，三等虎头纹，四等狗头纹，等外为蝴蝶纹、无纹…… 我至今也不知真假，因为那把剑在文革初期红卫兵抄家时被抄走了。
我上小学一、二年级的时候，曾经想学毛笔字（描红模字）和画徐悲鸿那样的马，所以毛笔用得很费，经常跑到西小院库房里去拿新的毛笔。库房里有很多东西，据说都是以前没被挑走的。其中印象最深的就是有几盒“宫墨”，它们在木盒中一字排开，中间的那块最大，上有金色的龙纹图案，两侧的墨依次越来越小，再靠外的两块是红色的，据说是“朱砂墨”，而且这几盒墨和木盒的气味都很香。当年父母不让我用这些墨，我只好到外面去买，可是市场上卖的墨或者墨汁的气味都很臭，令人作呕，所以我就不学写字画画了。不过说实话，我真的浪费了不少好毛笔！（未完待续）
【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
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