Hermetyczne uszczelnienie dla elastycznej elektroniki
Michael DickeyMiędzynarodowy zespół naukowców opracował technikę wykorzystującą ciekły metal do stworzenia materiału nieprzepuszczalnego dla gazów i cieczy. Będzie można go stosować m.in. w charakterze opakowań dla technologii wysokiej jakości, wymagających ochrony przez gazami, np. elastycznych akumulatorów.
– To ważny krok, ponieważ od dawna istnieje kompromis między elastycznością a nieprzepuszczalnością gazów – mówi Michael Dickey, współautor artykułu na temat pracy i profesor Camille & Henry Dreyfus w dziedzinie inżynierii chemicznej i biomolekularnej na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej. – Zasadniczo rzeczy, które dobrze chroniły przed gazami, były zwykle twarde i sztywne. A rzeczy, które oferowały elastyczność, pozwalały na przenikanie gazów. Wymyśliliśmy coś, co zapewnia pożądaną elastyczność, jednocześnie utrzymując gazy na zewnątrz.
Nowa technika wykorzystuje eutektyczny stop galu i indu (EGaIn). Eutektyka oznacza, że stop ma temperaturę topnienia niższą niż jego części składowe. EGaIn w temperaturze pokojowej jest cieczą. Naukowcy stworzyli cienką warstwę EGaIn i zamknęli ją w elastycznym polimerze. Wewnętrzna powierzchnia polimeru była wysadzana szklanymi kulkami w mikroskali, co zapobiegało gromadzeniu się płynnej warstwy. Efektem końcowym jest zasadniczo elastyczna torba lub osłona wyłożona ciekłym metalem, która nie przepuszcza ani gazów, ani cieczy.
Naukowcy przetestowali skuteczność nowego materiału i ocenili stopień, w jakim pozwala on na odparowanie płynnej zawartości i wyciek tlenu z uszczelnionego pojemnika wykonanego z materiału.
– Odkryliśmy, że nowy materiał nie spowodował mierzalnej utraty cieczy lub tlenu – mówi Tao Deng, współautor i profesor katedry Zhi Yuan na Uniwersytecie Jiao Tong w Szanghaju.
Niestety innowacyjna technologia nie jest tania. Badacze są świadomi kosztów związanych z wytwarzaniem nowego materiału.
– Same ciekłe metale są dość drogie – mówi Deng. – Jednak jesteśmy optymistami. Wierzymy, że możemy zoptymalizować technikę – na przykład cieńszą warstwę EGaIn – w celu obniżenia kosztów. W tej chwili pojedynczy pakiet kosztowałby kilka dolarów, ale jeszcze nie próbowaliśmy optymalizować kosztów.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Obecnie naukowcy próbują w różny sposób potwierdzić bądź obalić tezę, zgodnie z którą materiał jest jeszcze skuteczniejszą barierą, niż byli w stanie wykazać do tej pory.
– Zasadniczo osiągnęliśmy limit dostępnego sprzętu do testowania – mówi Dickey. – Szukamy również partnerów branżowych do zbadania potencjalnych zastosowań tej pracy. Elastyczne baterie do użytku z „miękką” elektroniką to jedno z oczywistych zastosowań, ale inne urządzenia, które albo wykorzystują ciecze, albo są wrażliwe na tlen, również skorzystają z tej technologii.
Źródło: NCSU
