استفاده از فلز مایع برای تولید وسایل الکترونیکی انعطاف‌پذیر

گروهی از محققان ماده جدیدی ابداع کرده‌اند که نه تنها منعطف است، بلکه در برابر گازها و مایعات نفوذ ناپذیر بوده و برای تولید وسایل الکترونیکی انعطاف پذیر قابل استفاده خواهد بود.

به  مقاومت در برابر نفوذ گازها و مایعات یکی از چالش‌های ساخت مصنوعات فلزی است، اما ماده جدید می‌تواند برای ساخت باتری‌های انعطاف پذیر یا وسایل الکترونیکی پوشیدنی مفید باشد.

طراحی هر ماده‌ای مستلزم ایجاد تناسب بین ویژگی‌های مختلف آن است. اگر قرار باشد یک ماده فلزی گازها و مایعات را دور نگه دارد، پس باید سخت و سفت باشد. از طرف دیگر اگر به فلزی با کمی انعطاف نیاز دارید، حداقل مقداری گاز یا مایع به آن نفوذ می‌کند.

اما در یک مطالعه جدید، محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی (NCSU) ماده جدیدی ساخته‌اند که در هر دو زمینه وضعیت خوبی دارد. کلید اصلی ساخت این فلز، آلیاژ عجیبی است که به نام گالیم و ای ندیم یوتکتیک (EGaIn) شناخته شده و از آن دو فلز نرم به شکل مایع در دمای عادی به دست می‌آید.

ثابت شده که EGaIn یک ماده همه‌کاره است و در سال‌های اخیر به عنوان یک کاتالیزور جذب کربن، در ایمپلنت‌های قابل حل، و دستگاه‌های الکترونیکی قابل کشش و چرخش مورد استفاده بوده است.

این گروه برای ساخت ماده جدید یادشده، لایه نازکی از EGaIn را در درون یک پلیمر الاستیک قرار دادند. در داخل پلیمر مجموعه‌ای از مهره‌های شیشه‌ای ریز وجود داشت که مانع از تجمع EGaIn در یک نقطه می‌شود. این ویژگی، ماده جدید را به پلیمری کشسان و انعطاف پذیر با مرکزیت فلز مایع تبدیل می‌کند که به طور مؤثری از عبور گازها و مایعات جلوگیری می‌کند.

در آزمایش‌های بررسی اثربخشی این ماده، فلز مایع مذکور در طول زمان تبخیر نشد و هیچ گاز یا مایعی به آن نفوذ نکرد یا از آن خارج نشد که نشان می‌دهد محصول مذکور یک مانع مؤثر است.

در آزمایش‌های دقیق‌تر، این پلیمر به عنوان یک ابزار مهر و موم در دستگاه‌های الکترونیکی، از جمله باتری و سیستم انتقال حرارت، کار کرد. پلیمر یادشده با تغییراتی در دستگاه‌های ارتباط بی سیم نیز قابل استفاده خواهد بود. با این حال هزینه بالای تولید آن فعلاً مانعی در سر راه استفاده گسترده از EGaIn است.