Исследователи Университета штата Северная Каролина разработали 3D технику печати, которые могут создавать различные стабильной свободно стоящие конструкции из жидкого металла при комнатной температуре.
В то время как 3D печать пластиковых объектов стало почти обычным делом, создания 3D структур из металла по-прежнему редкость. NASA продемонстрировало технологии с использованием " селективного лазерного плавления" для получения деталей сложной формы металлом, таким как компоненты ракетного двигателя, но это требует применения лазера с высокой энергией.
Как доктор Майкл Дики, доцент кафедры химической и биомолекулярных инженерных штата Северная Каролина, объясняет, трудно создать структуру из жидкостей, так как они имеют тенденцию к слипанию. "Мы обнаружили, что жидкий сплав металла галлий и индий вступает в реакцию с кислородом в воздухе при комнатной температуре, чтобы сформировать "кожу", что позволяет жидкости металлических конструкций сохранять свою форму."
В отличие от процессов, узор металла "в самолете", - или на одном уровне - команда разработала несколько методов, которые позволяют создавать жидкие металлические конструкции, что является ценным для связи электрических компонентов в трех измерениях.
Тонкий (приблизительно 1 нм), пассивирующий оксидный слой быстро образует на поверхности жидкого металла и стабилизирует микроструктуры, несмотря на низкую вязкость и большой поверхностной энергии жидкости. Поскольку структуры имеют жидкую сердцевину сохранены только тонкую пленку, форма имеет тенденцию быть хрупкой в свободном положении.
"Они не будут разваливаться на их собственный вес (что и делает это круто), но если вы коснулись их или потряс их с достаточной силой, они будут ломаться," говорит Дики.
Один из методов, чтобы распечатать эти металлоконструкций включает в себя укладку капель жидкого металла на верхней части друг с другом, например, "укладки апельсинов в супермаркете", по мнению исследователей. Таким образом, капли сохраняют свою форму, как они прилипают друг к другу.
Другой метод впрыскивает расплавленный металл в шаблон полимера и металла формы считать, что конкретные формы. После инъекции, шаблон растворяется, в результате чего жидкий металл принимает форму.
Команда приступила к разработке аналогичных методов для создания жидких металлических проволок, которые сохраняют свою форму, даже когда они проводятся перпендикулярно подложке. Существует даже потенциал, чтобы использовать их в различных приложениях и электроники в сочетании с установленной технологии 3D печати.
Исследователи изучают, как новые методы могут быть использованы в сочетании с установленным 3D-технологии печати и попытки использовать эти новые структуры для встраивания в электронике. "Для любых практических устройств, они должны были бы быть внедрен в некоторые другие материалы," Дики объясняет. "В нашей работе мы показываем, что можно напечатать провод (в данном случае, который соединяет два светодиода) и вставить его в эластомер (полимер), чтобы сделать растягивающиеся электрические соединения."
| 
