ابداع تکنیکی برای تبدیل کاغذ و پلاستیک به دستگاه هوشمند!

 دانشمندان چینی تکنیکی ابداع کرده‌اند که با استفاده از فلز مایع و مواد روزمره مانند کاغذ و پلاستیک می توان دستگاه هوشمند ساخت.

به گزارش تکناک، به گفته دانشمندان در پکن چین، مواد روزمره مانند کاغذ و پلاستیک می توانند با استفاده از یک روش ساده جدید شامل به کارگیری فلز مایع روی سطوح به دستگاه های هوشمند الکترونیکی تبدیل شوند. این روش شامل تنظیم فشار به جای استفاده از یک ماده اتصال است و با موفقیت فلز مایع را به سطوح میچسباند. سابقا” این کار به دلیل کشش سطحی بالا یک امر چالش برانگیز بود.

این مطالعه که در 9 ژوئن در ژورنال Cell Reports Physical Science منتشر شد، تکنیکی را برای اعمال یک پوشش فلزی مایع روی سطوحی که به راحتی با فلز مایع پیوند نمی‌خورند، نشان می‌دهد. این رویکرد برای کار در مقیاس بزرگ طراحی شده است و ممکن است در پلتفرم‌های تست پوشیدنی، دستگاه‌های انعطاف‌پذیر و روباتیک نرم کاربرد داشته باشد.

بو یوان، محقق دانشگاه تسینگ‌هوا و اولین نویسنده این مطالعه می‌گوید: قبلاً فکر می‌کردیم این غیر ممکن است که فلز مایع به این راحتی به سطوح غیر مرطوب بچسبد، اما در اینجا تنها با تنظیم فشار میتوانیم فلز مایع را به سطوح مختلف بچسبانیم که بسیار جالب است.

دانشمندانی که به دنبال ترکیب فلز مایع با مواد سنتی هستند، به دلیل کشش سطحی بسیار بالای فلز مایع، که از اتصال آن با اکثر مواد، از جمله کاغذ، جلوگیری می‌کند، با مانع مواجه میشوند. برای غلبه بر این مشکل، تحقیقات قبلی عمدتاً بر روی تکنیکی به نام چاپ انتقالی متمرکز شده است که شامل استفاده از ماده سوم برای اتصال فلز مایع به سطح است. اما این استراتژی دارای معایبی است – افزودن مواد بیشتر می تواند فرآیند را پیچیده کند و ممکن است عملکرد الکتریکی، حرارتی یا مکانیکی محصول نهایی را تضعیف کند.

یوان و همکارانش برای کشف یک رویکرد جایگزین برای چاپ مستقیم فلز مایع روی لایه ها بدون از بین رفتن خواص فلز، دو فلز مایع (eGaln و BilnSn) را روی مهرهای مختلف پلیمری سیلیکونی و سیلیکونی به کار بردند، سپس نیروهای مختلفی را در حین مالیدن مهرها بر روی سطوح کاغذ اعمال کردند.

یوان گفت: در ابتدا، درک چسبندگی پایدار پوشش فلز مایع روی بستر دشوار بود. با این حال، پس از آزمون و خطاهای فراوان، سرانجام پارامترهای مناسب برای دستیابی به چسبندگی پایدار و تکرارپذیر را یافتیم.

محققان دریافتند که مالش مهره پوشش داده شده با فلز مایع روی کاغذ با مقدار کمی نیرو، قطرات فلز را قادر می سازد تا به طور موثری به سطح بچسبند، در حالی که اعمال مقادیر بیشتر نیرو، مانع از ماندن قطرات در جای خود می شود.

تیم در مرحله بعد، کاغذ پوشش داده شده با فلز را به شکل یک درنای کاغذی تا کرد تا نشان دهد پس از اتمام فرآیند همچنان می‌توان سطح را مثل قبل، تا کرد.  پس از انجام این کار، کاغذ اصلاح شده همچنان خواص معمول خود را حفظ می کند.

در حالی که این تکنیک امیدوارکننده به نظر می رسد، یوان خاطرنشان کرد که محققان هنوز در حال کشف چگونگی تضمین حفظ پوشش فلز مایع پس از اعمال آن هستند. در حال حاضر، یک ماده بسته بندی را می توان به سطح کاغذ اضافه کرد، اما تیم تحقیقاتی امیدوار است راه حلی بیابد که به آن نیاز نداشته باشد.

یوان گفت: همانطور که جوهر مرطوب روی کاغذ را می‌توان با دست پاک کرد، پوشش فلز مایع بدون پوشش در اینجا نیز می‌تواند توسط جسمی  درهنگام لمس پاک شود. خواص خود پوشش تا حد زیادی تحت تاثیر قرار نمی گیرد، اما اشیاء در تماس ممکن است کثیف شوند.

بر اساس نتایج این مطالعه، در آینده، تیم همچنین قصد دارد از این روش برای استفاده از فلز مایع روی سطوح مختلف، از جمله فلز و سرامیک نیز استفاده کند.

یوان گفت: ما همچنین قصد داریم دستگاه‌های هوشمندی را با استفاده از موادی که با این روش تیمار می‌شوند، بسازیم.