Jeste li ikada gledali videozapise u kojima je stop – motion metodom prikazan papir kako se sam presavija u prekrasne oblike? Znanstvenici s Tsinghua sveučilišta u Kini su upravo napravili veliki korak naprijed u području pametnih materijala koji bi mogli ostvariti upravo tu mogućnost.
Tim istraživača sa Tsinguh sveučilišta razvio je potpuno novi premaz od tekućeg metala koji ima sposobnost pretvaranja običnog papira u samoljepljive uređaje s mogućnostima provođenja topline i elektriciteta. Tekući metal već se koristi u industriji krugova i nosivih senzora, a ideja da ga koristimo kao premaz na papiru do sada nije bila istražena.
Znanstvenici su uspješno razvili tekuću leguru i primijenili je na papiru tehnikom utiskivanja, i time su eliminirali potrebu za korištenjem ljepila. Ovo otvara potpuno nove mogućnosti za stvaranje laganih, fleksibilnih pametnih predmeta i mekanih robota koji mogu autonomno djelovati u različitim okruženjima. Studija koja je objavljena u časopisu Cell Reports Physical Science detaljno istražuje potencijal tekućeg metala kao premaza te različite primjene istoga.
Tim znanstvenika, predvođen Bo Yuanom s Tsinghua sveučilišta, proveo je eksperimente s različitim kombinacijama legura kako bi istražili sposobnost premaza od tekućeg metala da se prianja na papir. Usporedili su leguru indija/galija (eGaIn) s legurom bizmuta, indija i oksida kositra (BiInSn) te su otkrili da potonja nudi bolje prianjanje i stabilnost.
Za razliku od eGaIn-a, BiInSn se ne oksidira kada je izložen zraku, što osigurava prianjanje koje nije ovisno o prisutnosti oksidnog filma. Osim toga, BiInSn je čvrst pri sobnoj temperaturi i ima višu temperaturu topljenja, čime se postiže još jedna prednost – ne postaje tekući pri temperaturama ispod 62 stupnja Celzijusa (144 stupnja Fahrenheita).
Tim je preklopio papir obložen tekućim metalom u origami kocke i promatrao kako se same otvaraju i ponovno preklapaju zahvaljujući samoljepljivom svojstvu premaza. Osim toga, 3D strukture koje su koristile pojedinačne komade papira obloženog metalom zadržavale su svoj oblik bez dodatnih vezivnih sredstava.
Metalni premaz, koji je dizajniran da se lako odljepljuje, omogućuje recikliranje i ponovnu upotrebu bez negativnog utjecaja na temeljni papir.
Bo Yuan i njegov tim nadaju se pronalasku premaza koji će zadržati svoje prianjanje nakon stvrdnjavanja. Vjeruju da bi biorazgradiva boja temeljena na ovoj tehnologiji mogla revolucionirati pakiranje s kutijama koje se same mogu otvoriti i zatvoriti, kao i pružiti inovativna rješenja u području zdravstva, poput flastera koji se mogu skinuti bez ostavljanja tragova na koži.
Mekani roboti opremljeni premazom od tekućeg metala mogli bi značajno olakšati navigaciju kroz izazovne terene. Zahvaljujući svojoj samoljepljivosti, mogli bi se preklapati ili otvarati prema potrebi te istraživati područja koja nisu pristupačna većim roverima.
Ova studija predstavlja značajan napredak u istraživanju pametnih materijala. “Korištenjem naše metode, možemo brzo stvarati pametne materijale s visokom toplinskom i električnom provodljivošću, kao i sposobnošću prilagođavanja krutosti”, dodao je Yuan. “Mislim da ova metoda otvara nove mogućnosti dizajna istraživačima u svemiru.” –
Ukratko, ovaj rad pruža inovativan pristup razvoju multifunkcionalnog papira koji se može koristiti u ispitnim platformama za nosive uređaje, fleksibilnim uređajima i mekanim robotima. Osim ovoga ovakav materijal omogućuje nam da prelazimo između različitih načina deformacije i uključujemo antene s memorijom oblika za prijem i prijenos elektromagnetskih signala. Sve u svemu, ova nova tehnologija otvara fascinantne perspektive za budućnost pametnih materijala.
