Metais líquidos podem possibilitar eletrônicos totalmente flexíveis no futuro

Por Renata  Kaminski                                                                                                                   Dpto. de Química, UFS / Aracajú – SE

renata-imagem-iTecnologias eletrônicas modernas, como smartphones e computadores, são baseadas em circuitos que usam componentes sólidos, com faixas metálicas fixas e materiais semicondutores. No entanto, cientistas e grandes empresas sonham com a criação de componentes eletrônicos verdadeiramente elásticos ou flexíveis, sistemas de circuitos moles que agem como células, movendo-se e comunicando-se com outros para formar novos circuitos ao invés de estarem presos a uma única configuração.

Galinstan é uma liga (mistura de metais) de Gálio, usada como modelo de metal líquido, que parece promissora na realização desse sonho. Gálio tem baixa toxicidade, pressão de vapor negligenciável, o que significa que não será volatilizado e, por essa razão, é muito seguro para aplicações práticas. Esse metal se funde a uma temperatura de aproximadamente 30°C e pode ter seu ponto de fusão reduzido a temperaturas próximas de 0°C quando combinado com outros metais. No caso do Galinstan, a composição é de 68,5% Gálio, 21,5% Índio e 10% Estanho. Essa liga metálica é muito maleável e possui interior metálico muito condutor, cercado por uma camada semicondutora muito fina de óxido. Todos esses componentes são essenciais para fazer circuitos eletrônicos.

Cientistas australianos realizaram uma série de experimentos para fazer com que uma gota dessa liga metálica seja capaz de se mover de forma autônoma, sendo esses resultados publicados na revista Nature Communications de Agosto de 2016. O movimento contínuo da gota dessa liga metálica é feito em diferentes valores de pH e intervalos de tempo. A gota é colocada em um canal entre dois fluidos de eletrólitos diferentes, um de natureza básica (NaOH) e outro de natureza ácida (HCl). Pequenos ajustes ou modificações de concentração dos íons feitos na água fazem a gota dessa liga metálica se mover ou mudar seu formato, sem nenhum estímulo eletrônico, mecânico ou óptico, simplesmente mudando a concentração de ácidos, bases e sais na água. Modificar a concentração de íons parece promover a quebra de simetria da gota e permitir que se mova livremente em três dimensões. Os pesquisadores ainda não conseguem explicar exatamente como as cargas acumuladas na superfície da gota dessa liga metálica e a camada de óxido podem ser manipuladas para serem usadas com total controle. Entretanto, as propriedades iônicas possuem energia suficiente para induzir o movimento e deformação da gota. Com base em muitos testes, os pesquisadores puderam propor as melhores condições para o controle da velocidade das gotas e continuam seus estudos.

O trabalho apresenta fundamentalmente os fatores químicos que governam o movimento da gota dessa liga metálica. As possíveis aplicações são inúmeras, desde um simples sistema de bombeamento ou de abertura autônomos, até a construção de um humanoide 3D dessa liga metálica, ao estilo Exterminador do Futuro. Enquanto isso parece muito distante, os pesquisadores esperam possibilitar a obtenção de aparelhos eletrônicos sólidos flexíveis e reconfiguráveis dinamicamente, ou seja, materiais e dispositivos cada vez mais autônomos.

Para saber mais, acesse o artigo original, clicando aqui.

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