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
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....