Giętka elektronika coraz bliżej. Pomogą krople ciekłego metalu i ultradźwięki

Giętka elektronika to wciąż melodia przyszłości, ale istnieją technologie, które przybliżają nas do jej nadejścia. Wykorzystując ultradźwięki i mikroskopijne krople ciekłego metalu, naukowcy opracowali nowy sposób tworzenia elastycznych, rozciągliwych przewodów.
Dzięki zastosowaniu ultradźwięków, krople ciekłego metalu tworzą jeszcze mniejsze struktury, które pełnią rolę spoiwa /Fot. Korea Advanced Institute of Science and Technology

Dzięki zastosowaniu ultradźwięków, krople ciekłego metalu tworzą jeszcze mniejsze struktury, które pełnią rolę spoiwa /Fot. Korea Advanced Institute of Science and Technology

Zespół uczonych z Korea Advanced Institute of Science and Technology w Daejeon w Korei Południowej pod kierunkiem Jiheonga Kanga opracował technikę, która może przyczynić się do komercjalizacji giętkiej elektroniki, np. w czujnikach medycznych czy urządzeniach typu wearables. Szczegóły opisano w czasopiśmie Science.

Ultradźwięki i ciekły metal – połączenie idealne?

Najpierw na arkuszach rozciągliwego plastiku wyznaczono mikroskopijne krople wykonane ze stopu galu i indu – jest on płynny w temperaturze powyżej ok. 16oC. Chociaż stop przewodzi prąd, kropelki szybko się utleniają, pokrywając cienką warstwą izolacyjną. Wtedy krople metalu stają się bezużyteczne, bo po prostu nie da się ich ze sobą połączyć.

Ale można ten problem obejść. Wystarczy użyć ultradźwięków o wysokiej częstotliwości. W takich okolicznościach, mikroskopijne kulki metalu “wyrzucają” jeszcze mniejsze nanostruktury – można je wykorzystać do wypełnienia przestrzeni, jako spoiwo między warstwami stopu.

Czytaj też: Elektronika z kartki papieru? Rzućcie okiem na ten niezwykły pomysł

Zastosowania elastycznej elektroniki nie jest niczym nowym ale podejście uczonych z Korea Advanced Institute of Science and Technology ma liczne zalety w stosunku do innych projektów, które bazują na kanałach wypełnionych ciekłym metalem – może on wyciekać, jeśli obwód jest uszkodzony. Ciekły metal w przewodnikach opracowanych przez zespół dr Kanga pozostaje uwięziony w maleńkich kulach osadzonych w plastiku nawet jeśli materiał zostanie rozerwany.

Przewody wykonane z ciekłego metalu były często wybierane jako przewodniki dla rozciągliwej elektroniki. Użycie ultradźwięków wprowadza nowatorskie podejście do osiągnięcia tego przewodnictwa. Uczeni radzili sobie z tym wyczynem poprzez ogrzewanie obwodów, wystawianie ich na działanie laserów, zgniatanie ich lub wibrację obwodów, aby uzyskać krople metalu. Nigdy wcześniej nie stosowano ultradźwięków, ale nie wiadomo, czy ta metoda jest lepsza od innych stosowanych – konieczne będą dodatkowe badania.