Naukowcy nadali papierowi wyjątkowe możliwości. Wystarczyła powłoka z ciekłego metalu
Papier jest jednym z najbardziej powszechnych i wszechstronnych materiałów w naszym codziennym życiu. Używamy go do pisania, drukowania, pakowania, sztuki i wielu innych celów. Ale co by było, gdyby papier potrafił coś więcej? Co by było, gdyby papier mógł składać się w złożone kształty, wyczuwać swoje otoczenie i komunikować się z urządzeniami elektronicznymi? To właśnie udało się osiągnąć naukowcom z Tsinghua University w Chinach, których pracę przybliżyła publikacja w dzienniku Cell Reports Physical Science.
Czytaj też: Elektronika z kartki papieru? Rzućcie okiem na ten niezwykły pomysł
Badacze opracowali specjalną powłokę na bazie galu (użyli stopu bizmutu, indu i tlenku cyny), która przypomina ciekły metal i którą można nakładać na powierzchnie papieru przy użyciu prostej i ekonomicznej techniki. Polega ona na stemplowaniu ciekłego metalu na papierze bez żadnych klejów lub spoiw i w niskiej temperaturze, co w efekcie tworzy jednolitą i stabilną powłokę, która silnie przylega do włókien papieru. Powłoka tworzy przewodzącą sieć na papierze, skutecznie przekształcając go w elastyczne podłoże elektroniczne, które może przenosić sygnały elektryczne.
Powłoka z ciekłego metalu nadaje papierowi niezwykłe możliwości, przekształcając go w “inteligentny” materiał, który może reagować i dostosowywać się do otoczenia. Powlekany papier może wykrywać i reagować na różne bodźce zewnętrzne, takie jak zmiany temperatury, poziom wilgotności, a nawet dotyk. W zależności od bodźca, powlekany papier może wykazywać różne zachowania, takie jak zmiana koloru, kształtu lub oporu elektrycznego, co przemienia go we wręcz wszechstronny materiał do różnych zastosowań w elektronice, robotyce, czujnikach i interakcji człowiek-maszyna.
Czytaj też: Papierowy samolot z rekordem świata. Nie uwierzysz, jaki dystans pokonał
Jedną z najbardziej niezwykłych cech papieru powlekanego ciekłym metalem jest jego zdolność do samoczynnego składania się i przekształcania w złożone struktury przypominające origami. Dzięki zastosowaniu wstępnie zaprojektowanych wzorów i podgrzaniu określonych obszarów papieru, naukowcy z powodzeniem zademonstrowali, w jaki sposób powlekany papier może samodzielnie składać się w skomplikowane kształty. Stworzyli papierowy kwiat, który rozkwita pod wpływem ciepła, papierowego żurawia, który macha skrzydłami po dotknięciu oraz papierowe pudełko, które samo się otwiera i zamyka. Zdolność ta otwiera możliwości tworzenia samoskładających się obiektów, takich jak mikro-roboty lub struktury 3D bez potrzeby zewnętrznej manipulacji.
Powłoka z ciekłego metalu pozwala również papierowi funkcjonować jako elastyczna platforma czujników, która może monitorować różne warunki środowiskowe. Mierząc zmiany przewodności elektrycznej wywołane bodźcami zewnętrznymi, powlekany papier może wykrywać temperaturę, wilgotność, ciśnienie, natężenie światła, stężenie gazu, poziom pH i nie tylko, co czyni go idealnym kandydatem do zastosowań w gadżetach technologicznych do noszenia, monitorowania zdrowia, wykrywania środowiska i do inteligentnych opakowań. Potwierdzono to papierowym termometrem, który wyświetla odczyty temperatury za pomocą zmian kolorów czy czujnikiem wilgotności, który kurczył się zależnie od poziomu wilgotności powietrza.
Czytaj też: Akumulator litowo-metalowy z nową supermocą. Cienki jak papier, a podczas testów zdziałał cuda
Ogromny zakres zdolności powłoki z ciekłego metalu do nadawania papierowi niezwykłych właściwości i własnego umysłu stanowi ważny kamień milowy w świecie materiałoznawstwa. Ten innowacyjny przełom otwiera wiele możliwości tworzenia interaktywnych, responsywnych i adaptacyjnych materiałów, które mogą zrewolucjonizować zarówno sektor czujników, jak i miękkich robotów. Łącząc prostotę papieru z wyrafinowaniem ciekłego metalu, naukowcy stworzyli nowy materiał, który jest naprawdę nie z tego świata.
PS – po więcej materiałów najwyższej jakości zapraszamy na Focus Technologie. Subskrybuj nasz nowy kanał na YouTubie!
