Якщо покрити новим видом рідкого металу неживі предмети, вони можуть виконувати деякі дії самостійно. Розповідаємо про це докладніше
«Розумні» матеріали мають здатність змінювати свої властивості (форму, жорсткість, колір, прозорість) у відповідь на зовнішні стимули — температуру, тиск, струм і т.д. Вони використовуються в різних галузях, включаючи електроніку, медицину, робототехніку та архітектуру. Ринок «розумних» матеріалів у 2022 році оцінювався у $52,6 млрд. І в майбутньому він поступово зростатиме: експерти прогнозують, що він досягне обсягів $97,3 млрд до 2028 року.
Рідкий метал вже використовується в мікросхемах та датчиках, але не як покриття. Група вчених під керівництвом Бо Юаня з Університету Цінхуа в Китаї вигадала спосіб наносити рідкий метал, щоб він прилипав до об’єктів без клею. Дослідники виявили, що покритий таким матеріалом папір може самостійно складатися у фігури орігамі, проводити тепло та електрику.
Липкий сплав
Рідкий метал рідко липне до поверхонь без клею. Клей негативно впливає на властивості самої речовини, в тому числі на провідність. Щоб знайти метал, який міг би прилипати без клею, Бо Юань з колегами порівняли два сплави — вісмуту, індія та оксиду олова (BiInSn), а також індія та галію (eGaIn).
BiInSn виявився ефективнішим. На відміну від eGaIn, він не окислюється при контакті з повітрям, має більш високу температуру плавлення та здатний до сильнішої адгезії (рівень зчеплення поверхні). В інтерв’ю порталу ArsTechnica Бо Юань зазначив: «Нам потрібно було забезпечити рівномірну адгезію рідкого металу у великих масштабах на різному папері та зберегти стабільність покриття. Щоб вирішити ці проблеми, ми змінювали тиск, який чинили на металевий штамп, і в результаті знайшли найбільш підходящі параметри».
Саморозкривний куб
Дослідники створили з паперу з металевим покриттям кубик орігамі, краї якого мали прилипати один до одного без будь-якої іншої сполучної речовини. Вони побачили, що після розгортання цього куба папір з покриттям може складатися назад у свою первісну форму: через самоклеюче металеве покриття краї, які були розгорнуті, притягувалися один до одного, поки папір знову не набував форми куба. Іншою формою, яку випробовували винахідники, була пружина, яку можна було розтягувати або стискати, а потім вона набула колишнього положення.
Використання рідкого металу
Бо Юань вважає, що виявлення рідкого металу, що самоклеїться, — це великий успіх. За його словами, якщо це можна зробити з папером, то з інших матеріалів можна створити «розумні» об’єкти. Тепер вчений планує знайти інше покриття, від якого метал не відшаровуватиметься після застигання.
Дослідник розглядає можливість тестування біологічно безпечного лаку для покриття матеріалів, які можуть бути використані так:
- як упаковка : коробки будуть відкриватися і закриватися самі по собі, як паперовий куб в експерименті;
- на людській шкірі : бинти будуть зніматися безболісно;
- під водою;
- на інших планетах.
Космос та океан
Деякі роботи вже можуть досліджувати глибини океану, де тиск занадто великий для людини, а тріщини та щілини занадто малі для великих машин. Пристрої розробляються з урахуванням можливості прокладання тунелів на Марсі та інших космічних тілах. Самоклеюче покриття з рідкого металу допоможе їм самостійно складатися та розкладатися. Юань зазначає: «Використовуючи наш метод, можна швидко створити «розумні» матеріали з гарною тепло- та електропровідністю, а також здатністю регулювати жорсткість, що значно розширює можливості матеріалів. Я думаю, що цей метод може відкрити нові можливості для дослідження космосу».
Підписуйся на наш Telegram-канал