在过去几千年中,液态金属常用来制备工艺品或者浇注成铸件。最近几年,液态金属在电子器件、液态马达、生物材料、传感器和电池等方面的应用受到越来越广泛的关注。金属汞的熔点为-39℃,常用来制造温度计。金属镓(Ga)的熔点是29.78℃。镓可以在空气中稳定存在,可溶于酸和碱,且与沸水反应剧烈,但在室温时仅与水略有反应。在高温条件下,镓可以和大多数金属作用。脱合金法是一种简单、高效的制备纳米多孔金属的方法。在脱合金过程中,一种或多种非惰性元素选择性地溶解到溶液中,惰性元素在合金/溶质界面通过表面扩散、重组成纳米多孔结构。纳米金属因其具有纳米级的尺寸,独特的形貌以及不同的尺度,使材料具有较高的比表面积,因此纳米金属在催化、传感、驱动和能量存储等方面具有巨大的应用潜力。本文中,我们利用液态金属镓的低温特性,使其与其他金属在一定温度下形成前驱体合金。通过对前驱体合金脱合金化处理,成功地制备出了多种具有不同形貌、尺度和维度的纳米多孔金属。同时,我们对液态金属诱导的合金化-脱合金过程及纳米多孔金属的形成机理进行研究,研究内容和成果如下:1.材料科学家总是梦想在金属箔上“画”出纳米结构的金属,就像艺术家在画布上作画一样。我们第一次用液态镓作为颜料实现了这个梦想。采用刷涂-合金化-脱合金的方法,成功制备了不同类型的自支撑纳米多孔金属薄膜(金、银、钯、铂、铜、钴、镍)。通过类似绘画的操作,成功地制备了图案复杂、尺寸较大的纳米多孔金属薄膜且没有任何形状或尺寸的限制。纳米金属薄膜具有独特的纳米多孔结构、自支撑、连续性好、柔韧性好和比表面积高等优点,可作为电池、燃料电池和水分解电解槽等器件的电极。此外,该方法在制备其它自支撑、柔性和先进纳米材料方面具有很大的潜力。2.我们提出了一种液态金属辅助脱合金的方法,通过该方法可以直接将块体金属转变为不同维度的纳米多孔金属。在一定加热条件下,通过将块体金属溶解到液态金属镓中,镓基的合金浆料被成功地制备出来。随后将合金浆料刷涂到纸质的基底上,制备镓基合金薄膜。通过对镓基合金薄膜脱合金处理,成功制备了不同维度的纳米多孔金属(零维金,一维银,二维铜)。此外,牺牲元素镓以液态Ga和GaOOH的形式被有效地回收且回收率高达94.5%。该方法解决了传统脱合金的可持续性问题(活性组元的回收),为从块体金属制备纳米金属材料开辟了一条新的途径。我们进一步分析了脱合金机理和纳米多孔金属形成机制。