Новый метод нанесения жидкого металла обещает прогресс умных устройств
Китайские учёные разработали технологию нанесения жидкого металла на бумагу и пластик. Металлизация происходит без использования связующего материала.
На основе повседневных материалов вскоре можно будет создавать электронные умные устройства с помощью простого метода нанесения жидкого металла на поверхности, считают учёные из Пекина. В статье об исследовании, опубликованной в журнале Cell Reports Physical Science, описали технику жидкометаллического покрытия на поверхностях, которые при прочих условиях нелегко с ним соединить.
Учёным, стремящимся объединить жидкий металл с традиционными материалами, обычно мешает его чрезвычайно высокое поверхностное натяжение. Оно препятствует связыванию с большинством поверхностей, включая бумагу. Чтобы преодолеть проблему, ранее в основном применяли технику трансферной печати. При трансферной печати керамику, например, декорируют в два приёма: сначала переносят отпечаток с гравированной медной или стальной пластины на бумагу, а затем делают с бумаги оттиск на керамическом изделии. Но у этого способа есть недостатки. Так, примеси могут усложнить процесс и снизить электрические, теплопроводные или механические характеристики конечного продукта.
Изобретатели стремились печатать жидким металлом непосредственно на подложках без ущерба для его свойств. Чтобы изучить альтернативный подход, они нанесли на различные силиконовые и силиконово-полимерные штампы два разных жидких металла: тонкую смесь кристаллов галлия и индия (eGaln) и сочетание висмута, индия и олова (BilnSn). А затем с различными усилиями делали оттиски штампами на бумаге.
— Бо Юань, учёный из Университета Цинхуа.
Экспериментаторы обнаружили, что трение штампа о бумагу с небольшим усилием позволило капелькам металла эффективно закрепиться на поверхности, в то время как большее усилие сработало хуже.
Затем учёные сложили из бумаги с металлическим покрытием журавлика и тем самым показали, что после процедуры её можно сгибать по-прежнему.
Хотя технология кажется многообещающей, Бо Юань упомянул про недостаток. Исследователи всё ещё выясняют, как гарантировать, чтобы покрытие из жидких металлов держалось надёжнее. Его можно повредить так же легко, как размазать свежие чернила по бумаге. На свойства самого покрытия это повлияло бы несущественно, но о такую металлизированную бумагу могут попросту испачкаться. Помогло бы дополнительное защитное покрытие, но исследователи надеются найти иное решение, без «упаковки».
В будущем коллеги также планируют совершенствовать свой метод, чтобы с его помощью наносить жидкий металл на прочие поверхности, включая другой металл и керамику. Они также планируют создавать умные устройства с использованием материалов, обработанных этим методом, добавил Юань. Новый подход может найти применение в носимых датчиках, гибких устройствах и робототехнике.
На основе повседневных материалов вскоре можно будет создавать электронные умные устройства с помощью простого метода нанесения жидкого металла на поверхности, считают учёные из Пекина. В статье об исследовании, опубликованной в журнале Cell Reports Physical Science, описали технику жидкометаллического покрытия на поверхностях, которые при прочих условиях нелегко с ним соединить.
Учёным, стремящимся объединить жидкий металл с традиционными материалами, обычно мешает его чрезвычайно высокое поверхностное натяжение. Оно препятствует связыванию с большинством поверхностей, включая бумагу. Чтобы преодолеть проблему, ранее в основном применяли технику трансферной печати. При трансферной печати керамику, например, декорируют в два приёма: сначала переносят отпечаток с гравированной медной или стальной пластины на бумагу, а затем делают с бумаги оттиск на керамическом изделии. Но у этого способа есть недостатки. Так, примеси могут усложнить процесс и снизить электрические, теплопроводные или механические характеристики конечного продукта.
Изобретатели стремились печатать жидким металлом непосредственно на подложках без ущерба для его свойств. Чтобы изучить альтернативный подход, они нанесли на различные силиконовые и силиконово-полимерные штампы два разных жидких металла: тонкую смесь кристаллов галлия и индия (eGaln) и сочетание висмута, индия и олова (BilnSn). А затем с различными усилиями делали оттиски штампами на бумаге.
Сначала было трудно обеспечить стабильное прилипание жидкометаллического покрытия к подложке. Однако после множества проб и ошибок мы получили правильные параметры для достижения стабильной адгезии
— Бо Юань, учёный из Университета Цинхуа.
Экспериментаторы обнаружили, что трение штампа о бумагу с небольшим усилием позволило капелькам металла эффективно закрепиться на поверхности, в то время как большее усилие сработало хуже.
Затем учёные сложили из бумаги с металлическим покрытием журавлика и тем самым показали, что после процедуры её можно сгибать по-прежнему.
Хотя технология кажется многообещающей, Бо Юань упомянул про недостаток. Исследователи всё ещё выясняют, как гарантировать, чтобы покрытие из жидких металлов держалось надёжнее. Его можно повредить так же легко, как размазать свежие чернила по бумаге. На свойства самого покрытия это повлияло бы несущественно, но о такую металлизированную бумагу могут попросту испачкаться. Помогло бы дополнительное защитное покрытие, но исследователи надеются найти иное решение, без «упаковки».
В будущем коллеги также планируют совершенствовать свой метод, чтобы с его помощью наносить жидкий металл на прочие поверхности, включая другой металл и керамику. Они также планируют создавать умные устройства с использованием материалов, обработанных этим методом, добавил Юань. Новый подход может найти применение в носимых датчиках, гибких устройствах и робототехнике.
- Дмитрий Ладыгин
- pexels.com; scitechdaily.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Антарктида достигла точки невозврата?
Выводы ведущих ученых разнятся....
Очень скоро к нам прилетит еще одна луна
Чем это может угрожать миллиардам жителей Земли?...
В Польше нашли древнюю могилу ребёнка-«вампира»
На страшное захоронение наткнулись в Хелме....
Интернет-кошмар для детей и подростков в Австралии
Правительство закрывает малолетним доступ к соцсетям....
Как зомби: частицы организма продолжили существование между жизнью и смертью
Странные клетки прозвали ксено- и антропботами....
Крошечная атомная батарейка оказалась в тысячи раз эффективнее аналогов
Источник питания работает за счёт преобразования энергии....
Оказалось, что угловатая акула со свиной мордой хрюкает при поимке
А еще эта уникальная рыба просто обожает яйца....
Так отчего же вымерли шерстистые мамонты?
Последнее исследование говорит, что люди не особо и виноваты....
Скелеты 30 000-летней давности показали, когда древние люди становились взрослыми
Примерно как мы, но есть очень интересные нюансы....
У Земли было кольцо, как у Сатурна
Во всяком случае, на этот счёт возникла новаторская теория....
Эксперты говорят: сети 6G будут для избранных
Нынешние телефоны не протянут в новой сети даже 30 минут....
И всё-таки пандемия ковида началась из-за животных на рынке в Китае
Вывод сделан по результатам повторного анализа геномных данных....
Белые медведи отделились от бурых всего 70 тысяч лет назад
По меркам истории царства животных — совсем недавно....
Водоросли: ключ к бесконечному источнику энергии?
Ученые считают, что новая технология радикально изменит мир....
Озоновый слой, оказывается, прекрасно восстанавливается
Эксперты отмечают обнадеживающие признаки....
Крошечные чёрные дыры могут перемещаться по Солнечной системе
Речь о первичных чёрных дырах астероидной массы....