ماده الاستیک غیر قابل نفوذ ساخته شد

گروهی از محققان ماده جدیدی ساخته اند که نه تنها الاستیک است، بلکه در برابر گازها و مایعات غیر قابل نفوذ است

به گزارش تکناک، این ماده می تواند برای ساخت باتری های انعطاف پذیر یا وسایل الکترونیکی پوشیدنی مفید باشد.

طراحی مواد اغلب نیاز به معاوضه بین خواص خاص دارد. اگر چیزی می‌خواهید که گازها و مایعات را بیرون نگه دارد، پس یک ماده سخت و سفت می‌خواهید. از طرف دیگر اگر به چیزی با کمی انعطاف نیاز دارید، باید انتظار داشته باشید حداقل مقداری گاز یا مایع در آن نفوذ کند.

اما در یک مطالعه جدید، محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی (NCSU) ماده جدیدی ساخته اند که می تواند هر دو را انجام دهد. کلید اصلی، آلیاژ عجیبی است که یوتکتیکی (ترکیبی همگن از موادی است که در یک دمای واحد ذوب یا منجمد می‌شود) از گالیم و ایندیم به نام (EGaIn) می باشد. این آلیاژ از ترکیب این دو فلز نرم به شکل مایع در دمای اتاق تشکیل شده است. ثابت شده است که EGaIn یک ماده همه کاره است. در سال‌های اخیر به عنوان یک کاتالیزور جاذب کربن، در ایمپلنت‌های حل شدنی، و دستگاه‌های الکترونیکی قابل کشش و چرخش استفاده شده است.

این تیم برای ساخت ماده جدید خود، لایه نازکی از EGaIn را در یک پلیمر الاستیک قرار دادند. در داخل پلیمر مجموعه ای از مهره های شیشه ای ریز وجود داشت که مانع از تجمع EGaIn در یک نقطه می شود. این ماده جدید را به پلیمری کشسان و انعطاف پذیر با مرکز فلز مایع تبدیل می کند که به طور موثری از عبور گازها و مایعات جلوگیری می کند.

در آزمایش‌های اثربخشی این ماده، تیم بررسی کردند که آیا فلز مایع می‌تواند در طول زمان تبخیر شود و آیا اکسیژن می‌تواند از ظرف مهر و موم شده ساخته شده از پلیمر خارج شود. در هر دو مورد، از دست دادن مایع یا گاز به هیچ وجه تشخیص داده نشد، که نشان می دهد یک مانع موثر است.

در آزمایش‌های دقیق‌تر، محققان آزمایش کردند که این پلیمر چقدر به عنوان یک مهر و موم هرمتیک در دستگاه‌های الکترونیکی قابل کشش، از جمله باتری و سیستم انتقال حرارت، کار می‌کند. مجدداً، پلیمر به هر دو دستگاه کمک کرد تا نقش خود را به خوبی انجام دهند، ظرفیت باتری را در 500 سیکل بالا نگه داشته و هدایت حرارتی سیستم انتقال حرارت را افزایش دهد.

یکی از نکات منفی احتمالی این است که EGaIn نسبتاً گران است. اما تیم می گوید که باید فضایی برای بهینه سازی مواد برای کاهش هزینه وجود داشته باشد، زیرا هزینه در این مطالعه مورد توجه قرار نگرفته است. یکی از روش هایی که آنها پیشنهاد می کنند استفاده از لایه نازک تری از EGaIn است.این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.