Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Araştırmacılar, kağıt ve plastik gibi yüzeylere sıvı metal uygulayarak bu gündelik malzemeleri potansiyel "akıllı cihazlara" dönüştüren yeni bir yöntem geliştirdi. Gelecekteki çabalar, uygulamayı farklı yüzeylere genişletmeyi ve bu yöntemle işlenen malzemelerden akıllı cihazlar inşa etmeyi amaçlıyor."
Liquid Metal Breakthrough Can Transform Everyday Materials Into Electronic “Smart Devices”
Çinli bilim insanları kağıt ve plastik gibi gündelik malzemeleri sıvı metalle kaplayarak "akıllı cihazlar" üretebilecek bir teknik geliştirdi. Bağlayıcı bir malzeme kullanmak yerine basıncın ayarlanmasını içeren yöntem, yüksek yüzey gerilimi nedeniyle daha önce zorlu bir görev olan sıvı metalin yüzeylere yapışmasını başarıyla sağlıyor.
Çin'in Pekin kentindeki bilim insanlarına göre, kağıt ve plastik gibi günlük malzemeler, yüzeylere sıvı metal uygulamak için yeni ve basit bir yöntem kullanılarak elektronik "akıllı cihazlara" dönüştürülebilir. Cell Reports Physical Science dergisinde 9 Haziran'da yayınlanan çalışma, sıvı metal ile kolayca bağlanmayan yüzeylere sıvı metal kaplama uygulamak için bir teknik gösteriyor. Yaklaşım büyük ölçekte çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve giyilebilir test platformlarında, esnek cihazlarda ve yumuşak robotikte uygulamaları olabilir.
Tsinghua Üniversitesi'nde bilim insanı ve araştırmanın ilk yazarı olan Bo Yuan, "Daha önce sıvı metalin ıslanmayan yüzeylere bu kadar kolay yapışmasının imkansız olduğunu düşünüyorduk, ancak burada sadece basıncı ayarlayarak çeşitli yüzeylere yapışabiliyor, bu çok ilginç" dedi.
Sıvı metali geleneksel malzemelerle birleştirmek isteyen bilim insanları, sıvı metalin kağıt da dahil olmak üzere çoğu malzemeyle bağlanmasını engelleyen son derece yüksek yüzey gerilimi nedeniyle engellenmiştir. Bu sorunun üstesinden gelmek için önceki araştırmalar, sıvı metali yüzeye bağlamak için üçüncü bir malzemenin kullanılmasını içeren "transfer baskı" adı verilen bir tekniğe odaklandı. Ancak bu stratejinin dezavantajları var: Daha fazla malzeme eklemek süreci karmaşıklaştırabilir ve son ürünün elektriksel, termal veya mekanik performansını zayıflatabilir.
Sıvı metalle muamele edilmiş kağıtla inşa edilmiş çok işlevli bir Origami yapısı. Kaynak: Cell Reports Fiziksel Bilim/Yuan ve ark.
Yuan ve meslektaşları, metalin özelliklerinden ödün vermeden sıvı metali doğrudan alt tabakalara basmalarını sağlayacak alternatif bir yaklaşım keşfetmek için, iki farklı sıvı metali (eGaln ve BilnSn) çeşitli silikon ve silikon polimer damgalara uyguladılar ve ardından damgaları kağıt yüzeylere sürterken farklı kuvvetler uyguladılar.
Yuan, "İlk başta, sıvı metal kaplamanın alt tabakaya istikrarlı bir şekilde yapışmasını sağlamak zordu" dedi. "Ancak, çok sayıda deneme ve yanılmadan sonra, nihayet istikrarlı, tekrarlanabilir yapışma elde etmek için doğru parametrelere sahip olduk."
Araştırmacılar, sıvı metal kaplı pulu az miktarda kuvvetle kağıda sürtmenin metal damlacıklarının yüzeye etkili bir şekilde bağlanmasını sağladığını, daha büyük miktarda kuvvet uygulamanın ise damlacıkların yerinde kalmasını engellediğini buldular.
Daha sonra ekip, metal kaplı kağıdı bir kağıt turna şeklinde katlayarak, işlem tamamlandıktan sonra yüzeyin her zamanki gibi katlanabileceğini gösterdi. Ve bunu yaptıktan sonra, modifiye edilmiş kağıt hala normal özelliklerini koruyor.
Teknik umut verici görünse de Yuan, araştırmacıların hala sıvı metal kaplamanın uygulandıktan sonra yerinde kalmasını nasıl garanti edeceklerini bulmaya çalıştıklarını belirtti. Şimdilik, kağıdın yüzeyine bir ambalaj malzemesi eklenebilir, ancak ekip buna ihtiyaç duymayacak bir çözüm bulmayı umuyor.
Yuan, "Tıpkı kağıt üzerindeki ıslak mürekkebin elle silinebilmesi gibi, buradaki ambalajsız sıvı metal kaplama da uygulandığı sırada temas ettiği nesne tarafından silinebilir" dedi. "Kaplamanın kendi özellikleri büyük ölçüde etkilenmeyecektir, ancak temas eden nesneler kirlenebilir."
Ekip gelecekte bu yöntemi geliştirmeyi ve böylece sıvı metali metal ve seramik de dahil olmak üzere daha çeşitli yüzeylere uygulayabilmeyi planlıyor.
Yuan, "Bu yöntemle işlenmiş malzemeler kullanarak akıllı cihazlar üretmeyi de planlıyoruz" dedi.
Bu araştırma Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı, Çin Ulusal Doğa Bilimi Vakfı ve Nanshan ile Tsinghua SIGS arasındaki bilim ve teknoloji alanındaki işbirliği fonu tarafından desteklenmiştir.
CELL PRESS, 9 HAZİRAN 2023, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 02.08.2023, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans: "Kuvvete duyarlı yapışmaya dayalı sıvı metal çok işlevli kağıdın doğrudan üretimi", Yuan ve diğerleri, 9 Haziran 2023, Cell Reports Physical Science. DOI: 10.1016/j.xcrp.2023.101419
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.