métaux liquides prennent forme, le 27 Juin, 2016 Edition - Vol
Crédit: Adv. Mater.
Non seulement la peau d'oxyde sur les métaux liquides à base de gallium donnent les matériaux la possibilité de conserver une forme, il leur permet également d'être reconfigurés dans de nouvelles formes, même les extrêmes, qui restent stables, tout en maintenant la conductance électrique. Ce peu de magie se produit parce que quand une goutte de métal liquide est étiré, les ruptures de la peau d'oxyde, ce qui permet le métal de circuler brièvement avant les formes de re-peau.
Le groupe de Dickey a profité de cette propriété pour mettre au point un processus de température ambiante pour la fabrication de fils personnalisés à la volée. L'équipe gicle quelques dizaines de microlitres de eGain sur un polymère élastique. Merci de l'adhérence entre les deux matériaux, comme les chercheurs ont ensuite étirer le polymère, le métal liquide étire avec elle.
Dickey fait remarquer que les fils pourraient être utilisés pour l'électronique ou étirables fait au besoin pour réparer les connexions électriques. « Notre objectif est de ne pas remplacer le câblage conventionnel », dit-il, « mais plutôt de fournir une méthode alternative pour faire des pistes conductrices qui tire profit des propriétés uniques du métal liquide. »
Les scientifiques utilisent les métaux liquides à base de gallium pour former des motifs complexes autoportantes 3-D. Le métal (en haut à gauche) peut être encapsulé dans un polymère, puis retiré de l'enveloppe de polymère, en laissant un canal vide (au milieu en haut) qui peut être utilisé pour la microfluidique (rempli avec un fluide coloré pour manifestation, en haut à droite).
Crédit: Chip Lab
Les scientifiques utilisent les métaux liquides à base de gallium pour former des motifs complexes autoportantes 3-D. Le métal (en haut à gauche) peut être encapsulé dans un polymère, puis retiré de l'enveloppe de polymère, en laissant un canal vide (au milieu en haut) qui peut être utilisé pour la microfluidique (rempli avec un fluide coloré pour manifestation, en haut à droite).
Crédit: Chip Lab
Plusieurs chercheurs exploitent également l'oxyde de surface sur les métaux liquides à base de gallium pour convertir les polymères non conducteurs pour les conducteurs. Des procédés établis pour faire en sorte que la transformation se fondent sur des polymères de dopage avec du noir de carbone, les nanotubes de carbone ou des particules métalliques. Mais ces additifs peuvent fabriquer des polymères rigides ou fragiles. L'ajout de métaux liquides, en revanche, permet aux feuilles de matière plastique pour étirer et maintenir la conductance en le faisant.
Pour avoir un bon coup à être mis à l'échelle à des niveaux commerciaux, les méthodes de fabrication impliquant des alliages de gallium devraient être automatisés, par exemple via l'impression par jet d'encre. Mais les métaux liquides ne conviennent pas pour l'impression par jet d'encre. Ils ont tendance à être corrosif pour les autres métaux, et l'oxyde de surface peut facilement boucher les buses à jet d'encre, dit Kramer Purdue.
La plupart des recherches sur les métaux liquides se concentre sur eGain et galinstan et leur utilisation dans l'électronique élastique. Mais ce ne sont pas les seuls métaux liquides ou des applications à l'étude. Un groupe de recherche dirigé par Stéphanie P. Lacour de l'Institut fédéral suisse de technologie (ETH), Lausanne, rend l'électronique élastique de films métalliques minces solides-liquides hybrides qui comprennent l'or.
Le circuit de métal liquide à base de gallium et on le voit ici, qui était à jet d'encre imprimée sur le gant, le suivi des mouvements subtils des doigts par la mesure de déformation par étirage-induite.
Crédit: Adv. Mater.
Le circuit de métal liquide à base de gallium et on le voit ici, qui était à jet d'encre imprimée sur le gant, le suivi des mouvements subtils des doigts par la mesure de déformation par étirage-induite.
Crédit: Adv. Mater.
Mais l'électronique élastique ne sont pas la seule demande des chercheurs lorgnent pour les métaux liquides. Après mise au point sur l'électronique pour étirables depuis plusieurs années, le groupe de Dickey a récemment tourné vers la microfluidique. Au lieu d'incorporer le métal liquide dans un produit pour lui donner des propriétés particulières, comme cela se fait dans la recherche de l'électronique, le groupe de Dickey utilise eGain comme modèle de synthèse, puis se débarrasse de celui-ci.
chercheurs en métal liquide connaissent les joies et les défis de l'étude de ces matériaux non-très bien connus. « La beauté de travailler avec eux est qu'ils sont incroyablement polyvalent », dit-Majidi de CMU. « Vous pouvez les amadouer en formant toutes sortes de formes utiles, des motifs et des géométries. » Mais ils ont des lacunes. « Ils peuvent être difficiles à traiter », souligne Kramer. « La combinaison de la tension superficielle, la viscosité, la densité et les rend incompatibles avec la plupart des techniques de traitement de liquide standard. »
Néanmoins, leur popularité a connu une croissance forte au cours des dernières années, de plus en plus de chercheurs entrent dans le jeu. Dickey prévoit que cette tendance se poursuivra. « Quand je donne des conférences sur les métaux liquides, les gens sont enthousiastes et plein de questions. Mais quand je mets un échantillon de métal polymère liquide dans les mains et les laisser jouer avec elle, ils sont complètement époustouflés « .