Струйная печать будет работать с жидкими сплавами

Эластичные технологии могут сделать возможным создание нового класса гибких роботов или растягивающейся одежды, которую люди смогут носить для терапевтических целей и для взаимодействия с компьютерами. Но прежде, чем "мягкие" машины будут изготовлены, необходимо разработать новые технологии для их коммерчески выгодного производства.

"Мы хотим создать растягивающуюся электронику, которая будет совместима с мягкими устройствами, в том числе с роботами, которым предстоит протискиваться в небольшие отверстия, или с носимыми технологиями, которые не будут сковывать движения, – рассказывает Ребекка Крамер (Rebecca Kramer), доцент кафедры машиностроения в университете Пердью. – Проводники, изготовленные с использованием жидкого металла, могут растягиваться и деформироваться без повреждений".

Новый подход, разработанный специалистами университета Пердью, основывается на использовании струйной печати при создании устройств из жидких сплавов.

"Этот процесс сейчас позволяет нам печатать гибкие и растяжимые проводники, которые могут быть использованы с эластичными материалами и тканями", – рассказала Крамер.
Метод, разработанный Крамер, доктором Джоном Уильямом Боли (John William Boley) и аспирантом Эдвардом Уайтом (Edward L. White), получил название "механически спечённые наночастицы галлия-индия".

Чистым жидким металлом печатать невозможно, поэтому учёные США создали чернила для печати "раздробив" жидкий металл в неметаллическом растворителе при помощи ультразвука на наночастицы (этот процесс в химии именуется диспергированием). Раствор с наночастицами жидкого металла можно использовать для струйной печати.

"Жидкий металл в своей привычной форме не пригоден для струйной печати, – объясняет Крамер. – Так что мы создаём наночастицы жидкого металла, которые достаточно малы, чтобы пройти через струйную насадку. Воздействие ультразвука на жидкий металл в растворителе, таком как этанол, и создаёт наночастицы, и рассеивает их в растворителе. Когда мы печатаем с помощью этих чернил на любой подложке, этанол испаряется и на поверхности остаются лишь наночастицы жидкого металла".

После нанесения нанокапли превращаются в единый проводник при приложении небольшого давления. Этот этап необходим, так как наночастицы жидкого металла к тому же изначально покрыты окислившимся галлием, который не проводит электричество.

"Это достаточно нежное покрытие и слишком сильное надавливание может его поломать, слив всё в одну однородную плёнку, – предупреждает Крамер. – Это может произойти при штамповке, либо при проведении по всей поверхности острым кремниевым наконечником".

Такой подход также позволяет избирательно активировать какие-то части нанесённых схем (в зависимости от конкретного назначения), то есть использовать одну и ту же "плёнку" в разных целях.

Этот технологический процесс также однажды может сделать возможным быстрое и массовое производство большого количества плёнки.

В следующих исследованиях разработчики планируют изучить, какое взаимодействие между чернилами и поверхностью (например, гидрофобной или гидрофильной) может быть наиболее благоприятным для производства конкретных типов устройств.

Научная статья группы Крамер была опубликована в издании Advanced Materials.
Маргарита Паймакова
vesti.ru

Оставаться в курсе всех наших новостей?

<div style="border:1px; width:450px; border-color:#701c1f; background-color:#F5F5F5; font-family:Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><div style="float:right; text-align:right"><a href="http://polit.pro"><img src="http://polit.pro/logo.png" height="15"/></a><br /><a href="<?if()?><?else?>/_nw/259/33477043.jpg<?endif?>" class="class1"><img src="/_nw/259/33477043.jpg" width="105" border="2"></a></div><b style="font-size:13px"><span style="color:#701c1f;">10 Апреля 2015</span> - Струйная печать будет работать с жидкими сплавами</b><br /><span style="font-size:11px"><a href="/news/1-0-8" title="Ещё материалы >>>" style="text-decoration:none; color:#000000"><div id="nativeroll_video_cont" style="display:none;"></div>Эластичные технологии могут сделать возможным создание нового класса гибких роботов или растягивающейся одежды, которую люди смогут носить для терапевтических целей и для взаимодействия с компьютерами. Но прежде, чем "мягкие" машины будут изготовлены, необходимо разработать новые технологии для их коммерчески выгодного производства. <br /><br /> "Мы хотим создать растягивающуюся электронику, которая будет совместима с мягкими устройствами, в том числе с роботами, которым предстоит протискиваться в небольшие отверстия, или с носимыми технологиями, которые не будут сковывать движения, – рассказывает Ребекка Крамер (Rebecca Kramer), доцент кафедры машиностроения в университете Пердью. – Проводники, изготовленные с использованием жидкого металла, могут растягиваться и деформироваться без повреждений". <br /><br /> Новый подход, разработанный специалистами университета Пердью, основывается на использовании струйной печати при создании устройств из жидких сплавов. <br /><br /> "Этот процесс сейчас позволяет нам печатать гибкие и растяжимые проводники, которые могут быть использованы с эластичными материалами и тканями", – рассказала Крамер. <br /> Метод, разработанный Крамер, доктором Джоном Уильямом Боли (John William Boley) и аспирантом Эдвардом Уайтом (Edward L. White), получил название "механически спечённые наночастицы галлия-индия". <br /><br /> Чистым жидким металлом печатать невозможно, поэтому учёные США создали чернила для печати "раздробив" жидкий металл в неметаллическом растворителе при помощи ультразвука на наночастицы (этот процесс в химии именуется диспергированием). Раствор с наночастицами жидкого металла можно использовать для струйной печати. <br /><br /> "Жидкий металл в своей привычной форме не пригоден для струйной печати, – объясняет Крамер. – Так что мы создаём наночастицы жидкого металла, которые достаточно малы, чтобы пройти через струйную насадку. Воздействие ультразвука на жидкий металл в растворителе, таком как этанол, и создаёт наночастицы, и рассеивает их в растворителе. Когда мы печатаем с помощью этих чернил на любой подложке, этанол испаряется и на поверхности остаются лишь наночастицы жидкого металла". <br /><br /> После нанесения нанокапли превращаются в единый проводник при приложении небольшого давления. Этот этап необходим, так как наночастицы жидкого металла к тому же изначально покрыты окислившимся галлием, который не проводит электричество. <br /><br /> "Это достаточно нежное покрытие и слишком сильное надавливание может его поломать, слив всё в одну однородную плёнку, – предупреждает Крамер. – Это может произойти при штамповке, либо при проведении по всей поверхности острым кремниевым наконечником". <br /><br /> Такой подход также позволяет избирательно активировать какие-то части нанесённых схем (в зависимости от конкретного назначения), то есть использовать одну и ту же "плёнку" в разных целях. <br /><br /> Этот технологический процесс также однажды может сделать возможным быстрое и массовое производство большого количества плёнки. <br /><br /> В следующих исследованиях разработчики планируют изучить, какое взаимодействие между чернилами и поверхностью (например, гидрофобной или гидрофильной) может быть наиболее благоприятным для производства конкретных типов устройств. <br /><br /> Научная статья группы Крамер была опубликована в издании Advanced Materials. <br /> Маргарита Паймакова <br /> vesti.ru
		<script>
			var container = document.getElementById('nativeroll_video_cont');

if (container) {
				var parent = container.parentElement;

if (parent) {
					const wrapper = document.createElement('div');
					wrapper.classList.add('js-teasers-wrapper');

parent.insertBefore(wrapper, container.nextSibling);
				}
			}
		</script>
	</a></span></div>