柔軟又不用擔心液體滲入,「液態金屬」成高品質氣密材料

作者 | 發布日期 2023 年 02 月 08 日 16:09 | 分類 材料、設備 line share follow us in feedly line share
柔軟又不用擔心液體滲入,「液態金屬」成高品質氣密材料


如果要打造氣密材料,一方面希望可以堅固到足以擋住任何氣體、液體,但又希望材料能保有靈活度應用在各種設備,都得在兩者間權衡,但現在跨國研究團隊帶來的新解方,透過「液態金屬」可以助力柔性電池跟穿戴式電子產品。

美國北卡羅來納州立大學(NCSU)研究人員先前開發的液態金屬是種奇怪的合金共晶鎵和銦(EGaIn),顧名思義是由鎵和銦兩種軟金屬組成,在室溫下呈液態,這個材料神奇但已經被用在碳捕捉催化劑、生物分解醫療植入性設備跟各種可彎曲的電子設備中。

研究團隊的新材料就以 EGaIn 為基底,用彈性聚合物包裹住一層薄薄的 EGaIn,透過聚合物中小小的玻璃珠防止 EGaIn 擠在一起,打造出彈性、柔韌的聚合物,更因為中央的液態金屬,所以不用擔心氣體或是液體滲入。

同時考量到材料的耐用性,團隊也有測試液態金屬多久會蒸發,裡面的氧氣會不會溢散而出?最終結果都符合期待,不會有任何金屬液體或是氣體流出,根據團隊測試,若把新型聚合物當作中氣密材料應用在可以拉扯的電子設備中,能確保電池的容量保持在 500 次循環以上,也能提高傳熱系統的導熱性,經過在聚合物開一個通訊傳輸入口,實驗也證明能應用在無線通訊。

顯然新型的柔韌、氣密材料應用範圍相當廣泛,但現階段還有一大挑戰,EGaIn 相當昂貴,團隊目前只能透過最佳化材料性能、又或是利用更薄 EGaIn 薄膜,才可以讓成本低一些。共同通訊作者 Tao Deng 表示,現也正尋求產業夥伴來一同探索材料潛在應用,除了可撓式電子產品中的電池,也可以用在對氣體或是液體敏感的設備。

(首圖來源:NCSU