美國普渡大學(xué)的科研人員日前利用噴墨打印技術(shù)制造出液體合金設(shè)備，這一新工藝可用于大規(guī)模生產(chǎn)柔性可伸展導(dǎo)體，直至軟體機器人。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)站4月8日（北京時間）報道，將于4月18日發(fā)表在《先進材料》雜志上的此項研究論文稱，美國普渡大學(xué)的新工藝專注于駕馭噴墨打印技術(shù)以制造液體合金設(shè)備，能打印用于一切彈性材料和纖維上的柔性可伸展導(dǎo)體，這也被稱作“機械燒結(jié)鎵銦納米顆?！狈椒?。
論文作者、普渡大學(xué)機械工程系助理教授瑞貝卡·卡莫爾說：“我們想創(chuàng)造一種可伸縮的電子設(shè)備，能與擠進狹小空間的機器人或不受運動所限的可穿戴技術(shù)相兼容。而液體金屬制成的導(dǎo)體可伸展、能變形，但不會斷裂。”相應(yīng)的彈性技術(shù)將催生全新的機器人——它被人們穿戴后能與計算機進行互動，或者用于治療目的。然而，軟體機器人在商業(yè)上可行之前，新的工業(yè)制造技術(shù)必須有所發(fā)展才行。
科研人員描述新工藝時說，可打印油墨首先在非金屬溶劑中將液體金屬分解成散裝顆粒，然后他們用超聲波將其打碎成納米微粒，正是這種納米微粒填充的墨水可與噴墨印刷技術(shù)兼容。
卡莫爾解釋說：“液體金屬的自然狀態(tài)是不可以用來噴墨打印的，我們做的就是創(chuàng)造足夠微小的液體金屬納米粒子，讓它們能夠穿過打印機噴嘴。首先將經(jīng)過聲波處理的液體金屬放入乙醇溶劑中，在溶劑中形成納米粒子并均勻分布；然后可以在任何襯底上進行打印；乙醇蒸發(fā)后，就能獲得液態(tài)金屬納米粒子打印的‘作品’了。”打印之后，納米粒子必須通過能將材料導(dǎo)電性重建的光壓進行融合，這個步驟非常重要，因為液體金屬納米粒子此前被涂有防止導(dǎo)電的氧化鎵“皮膚”，因為脆弱，所以一經(jīng)施壓便立刻消失，納米粒子又重新融合在一起。
新工藝還能讓某一部分材料按照特殊設(shè)計體現(xiàn)得更加靈活。卡莫爾說：“我們通過在特定區(qū)域施壓，能夠有選擇性地激活一部分?！边@意味著它在空白膠片制造業(yè)具有巨大潛在應(yīng)用價值。
科研人員表示，未來的研究方向?qū)⑹翘接懹湍绾闻c正在打印的表面之間相互作用，以更有利于生產(chǎn)特定類型的設(shè)備。此外，研究人員還將模擬個別粒子被施加壓力時的破裂狀況，為制造新型傳感器提供有用信息。