В последние годы жидкий металл комнатной температуры (ЖМ) стал рассматриваться как перспективный проводящий материал для растягивающейся и гибкой электроники нового поколения, в том числе для мягких датчиков и исполнительных механизмов, носимых электронных покрытий, растягивающихся дисплеев и аккумуляторов. Этот растущий интерес в первую очередь обусловлен высокой электропроводностью ЖМ даже в условиях экстремального растяжения и присущей ему гибкостью, а также низкой токсичностью по сравнению с ртутью.
Учёные из Корейского института передовых наук и технологий (KAIST) разработали инновационную технологию для растяжимых покрытий на основе жидких металлических композитных чернил (LMCP), которые могут поглощать, модулировать и экранировать электромагнитные волны.
Чернила специально разработаны для совместимости с различными эластичными и гибкими материалами и для интеграции в коммерческие технологии печати. Состав чернил включал жидкий металл (73,671 %), растворитель (25,382 %), лапонит (0,788 %), поливинилпирролидон (0,158 %) и соляную кислоту (0,001 %) по массе. Время естественного осаждения составляло примерно 24 часа. Практические эксперименты продемонстрировали способность чернил создавать узоры в разных масштабах — от крупных рисунков размером в десятки сантиметров до мелких деталей размером в сотни микрон — с использованием стандартных коммерческих методов печати, таких как нанесение через сопло, рисование кистью и трафаретная печать. Чернила LMCP равномерно высыхали, не образуя «кофейных колец», трещин или двухслойных образований, и формировали электропроводящие электроды в процессе самоспекания при нормальных условиях окружающей среды, что устраняет необходимость в сложных производственных этапах или специализированном оборудовании.
Полученные электроды LMCP продемонстрировали три важных свойства: высокую электропроводность, исключительную растяжимость, превышающую 1200%, и долговременную физико-химическую стойкость, сохраняющуюся в течение более 346 дней даже при постоянном воздействии окружающего воздуха без защитных покрытий. Кроме того, авторы работы продемонстрировали потенциал электродов LMCP в качестве поглотителей из растягиваемых метаматериалов (MMAs), что является многообещающим применением в растягиваемой и гибкой электронике следующего поколения. В отличие от традиционных металлов, эти чернила имеют резиноподобную мягкую текстуру, полностью сохраняя металлические функциональные свойства.
By