近年来，液态金属（LM）由于具有良好的流动性和可加工性，在许多领域包括移动通信、传感器、电磁屏蔽和热管理等都有所应用。与传统金属材料相比，LM除了具有优异导电性外还具有出色的流动性。但是，由于LM本身具有的高表面张力和易于流动的特点，将其引入到复合材料中并且在使用时不发生任何泄漏仍然是一个巨大的挑战。将LM分散成小液滴再通过其他外力对液滴进行连接也是一种有效获得LM/聚合物复合材料的方法。在外力下，内部LM微液滴相连后可以产生LM网络，同时表现出高导电性以及良好的电磁屏蔽性能。利用GO将LM超声分散形成液滴并进行包裹，可以有效阻止LM液滴的融合并将液滴均匀分散在水中。

基于此，复旦大学卢红斌课题组将石墨烯与金属的独特性质相结合，通过采取一种简单快速的手段来制备一种纤维增强的均质液态金属/石墨烯/细菌纤维素（LGB）柔性复合薄膜。此方法整合了GO辅助的超声波分散液态金属、冷冻干燥固定、肼蒸汽还原和对辊成膜等过程。在辊压作用下，LM@rGO中的LM流出并形导电网络。rGO和LM所形成的协同电网络赋予复合膜优异的导电性，在200 μm的厚度下LGB柔性复合膜表现出64.0 dB的电磁屏蔽性能。同时，层状的rGO大大增强LM的抗氧化能力，与细菌纤维素复合后增强了复合膜力学性能，其拉伸强度可以达到62.9 MPa。此外，LGB薄膜还展现出出色的焦耳加热性能，具有良好的可控性、出色的稳定性等优点。

本项工作研究要点

（1）利用GO与金属离子的相互作用将LM在超声作用下快速均匀分散得到LM@GO的微球并分散在水中。得益于LM@GO微球表面含氧官能团与BC纤维之间氢键相互作用，LM@GO能够与BC纤维均匀分散，并在抽滤并和冻干后得到LM@GO/BC泡沫。LM@GO/BC泡沫具有的多孔结构，在肼蒸汽中内部的GO被还原形成rGO导电网络。最后通过辊压将LM@GO/BC泡沫压制成致密的柔性LGB复合膜，LM被挤出并形成导电网络。

（2）当LM的质量分数增加到70 wt%时，复合膜的电磁屏蔽性能表现最为出色，在200 μm的厚度下电磁屏蔽性能达到了64.0 dB。此外，即使薄膜长期暴露在空气中后电磁屏蔽性能下降也不太明显，显示出良好的环境稳定性。

（3）除了具有出色的电磁屏蔽性能外，LGB复合膜也显示出优异的的焦耳热性能。当复合膜两端施加4 V的电压时，其表面温度最高达到110 ℃，显示出低驱动电压、温度可控、出色的耐久性和可靠性等优点。

以上成果以“Bacterial cellulose-based composite films with liquid metal/graphene synergistic conductive pathways for superior electromagnetic interference shielding and Joule heating performance”为题发表在Composites Science and Technology上。论文第一作者为复旦大学高分子科学系2019级博士生葛远航。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2024.110582.