Forskere skaber selvhelbredelse, strækbare tråde ved hjælp af flydende metal

(Phys.org) —Forskere fra North Carolina State University har udviklet elastik, selvhelbredende ledninger, hvor både den flydende metalkerne og polymerkappen forbindes igen på molekylært niveau efter at være blevet adskilt.

"Fordi vi bruger flydende metal, disse ledninger har fremragende ledende egenskaber, " siger Dr. Michael Dickey, en assisterende professor i kemisk og biomolekylær ingeniørvidenskab ved NC State og medforfatter til et papir om arbejdet. "Og fordi ledningerne også er elastiske og selvhelbredende, de har et stort potentiale til brug i teknologier, der kan blive udsat for højstressede miljøer."

Forskerne skabte først små tunneler, kaldet mikrofluidiske kanaler, i en kommercielt tilgængelig selvhelbredende polymer ved hjælp af massiv tråd. Ved at fylde disse kanaler med en flydende metallegering af indium og gallium, de var i stand til at skabe en flydende metaltråd i en elastisk kappe. Fordi tråden er flydende, den kan strækkes sammen med polymerkappen.

Når ledningerne er skåret i skiver eller afskåret, det flydende metal oxiderer – danner en "hud", der forhindrer det i at lække ud af sin kappe. Når ledningens afskårne kanter lægges sammen igen, det flydende metal forbindes igen, og kappen gendanner sine molekylære bindinger.

"Vi er også begejstrede for dette arbejde, fordi det giver os mulighed for at skabe mere komplekse kredsløb og omkoble eksisterende kredsløb ved hjælp af intet andet end en saks ved at klippe og omkonfigurere ledningerne, så de forbinder på forskellige måder, "Siger Dickey.

Tilsvarende teknikken udviklet af Dickeys team kunne bruges til at skabe komplekse, tredimensionelle strukturer med forbindende mikrofluidkanaler, ved at skære polymerkappen i sektioner og tilslutte dem igen i forskellige vinkler med kanalerne stadig i linje.

Papiret, "Selvhelbredende strækbare ledninger til rekonfigurerbare kredsløbsledninger og 3D-mikrofluidik, " er offentliggjort online i Avancerede materialer .