Svakodnevni materijali kao što su papir i plastika mogli bi da se transformišu u elektronske „pametne uređaje“ korišćenjem jednostavne nove metode za nanošenje tečnog metala na površine, tvrde naučnici iz Pekinga u Kini. Studija, objavljena 9. juna u časopisu Cell Reports Physical Science, pokazuje tehniku za nanošenje premaza od tečnog metala na površine koje se ne vezuju lako za tečni metal. Pristup je dizajniran da radi u velikim razmerama i može imati primenu u nosivim platformama za testiranje, fleksibilnim uređajima i robotici.
„Ranije smo mislili da je nemoguće da se tečni metal tako lako zalepi na razne površine, ali očito može da prianja na različite površine samo podešavanjem pritiska, što je veoma interesantno“, rekao je Bo Juan, naučnik sa Tsinghua Univerziteta i prvi autor studije.
Naučnicima koji žele da kombinuju tečni metal sa tradicionalnim materijalima smeta izuzetno visok površinski napon tečnog metala, što ga sprečava da se veže za većinu materijala, uključujući papir. Da bi se prevazišao ovaj problem, prethodna istraživanja su se uglavnom fokusirala na tehniku zvanu „prenosno štampanje“, koja uključuje korišćenje trećeg materijala za vezivanje tečnog metala na površinu. Ali ova strategija ima nedostatke — dodavanje više materijala može da zakomplikuje proces i može oslabiti električne, termičke ili mehaničke performanse krajnjeg proizvoda.
Da bi istražili alternativni pristup koji bi im omogućio da direktno štampaju tečni metal na podlozi bez žrtvovanja svojstava metala, Juan i kolege su primenili dva različita tečna metala na različite silikonske i silikonsko-polimerne pečate, a zatim primenili različite sile dok su otiskivali pečate na papirnim površinama.
„U početku je bilo teško ostvariti stabilnu adheziju tečnog metalnog premaza na podlogu“, rekao je Juan. „Međutim, nakon mnogo pokušaja i grešaka, konačno smo imali prave parametre za postizanje stabilne, ponovljive adhezije.“
Istraživači su otkrili da je otiskivanje pečata prekrivenog tečnim metalom o papir uz malu količinu sile omogućilo da se metalne kapljice efikasno vežu za površinu, dok primena veće količine sile sprečava da kapljice ostanu na mestu.
Zatim je tim presavio papir obložen metalom u figuru krana, pokazujući da se površina i dalje može saviti kao i obično nakon što je proces završen. I nakon toga, modifikovani papir i dalje zadržava svoja uobičajena svojstva.
Iako se čini da tehnika obećava, Juan je primetio da istraživači još uvek smišljaju kako da garantuju da će premaz od tečnog metala ostati na mestu nakon što je nanet. Za sada, materijal za pakovanje može da se doda na površinu papira, ali tim se nada da će smisliti rešenje koje to neće zahtevati.
„Baš kao što se mokro mastilo na papiru može obrisati rukom, tečni metalni premaz bez pakovanja ovde takođe može biti obrisan predmetom koji dodirne dok se nanosi“, rekao je Juan. „Svojstva samog premaza neće biti značajno pogođena, ali predmeti u kontaktu mogu biti zaprljani.
U budućnosti, tim takođe planira da nadogradi metodu tako da se može koristiti za nanošenje tečnog metala na veći broj površina, uključujući metal i keramiku.
„Takođe planiramo da napravimo pametne uređaje koristeći materijale tretirane ovom metodom“, rekao je Juan.
