Até agora, criar um material que fosse elástico e à prova d’água parecia uma quimera.
Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu uma técnica que usa metal líquido para criar um material elástico impermeável a gases e líquidos. As aplicações do material incluem o uso como embalagem para tecnologias de alto valor que requerem proteção contra gases, como baterias flexíveis.
“Este é um passo importante porque há muito tempo existe um equilíbrio entre elasticidade e impermeabilidade aos gases”, diz. Michael Dickeycoautora do trabalho que é publicado esta quinta-feira na revista Science.
“Basicamente, as coisas que eram boas para manter o gás fora tendiam a ser duras e rígidas. E as coisas que ofereciam elasticidade permitiam a passagem dos gases”, destaca. “Criamos algo que oferece a elasticidade desejada, mantendo os gases do lado de fora.”
Um material de gálio e índio
A nova técnica usa uma liga eutética de gálio e índio (EGaIn). Eutético significa que a liga tem um ponto de fusão mais baixo do que suas partes constituintes. Neste caso, o EGaIn é líquido à temperatura ambiente. Os pesquisadores criaram um filme fino de EGaIn e o envolveram em um polímero elástico. A superfície interna do polímero foi cravejada com esferas de vidro em microescala, evitando que o filme líquido EGaIn se acumulasse. O resultado final é essencialmente uma bolsa ou bainha elástica revestida com metal líquido, que não permite a entrada ou saída de gases ou líquidos.
O resultado é uma bainha elástica revestida com metal líquido, que não permite a entrada ou saída de gases ou líquidos.
Os pesquisadores testaram a eficácia do novo material avaliando até que ponto ele permitia que o conteúdo líquido evaporasse, bem como até que ponto permitia que o oxigênio escapasse de um recipiente selado feito do material. “Descobrimos que não houve perda mensurável de líquido ou oxigênio para o novo material”, diz ele. Tao Dengcoautor e pesquisador da Shanghai Jiao Tong University.
Objetivo: reduzir custos
Os pesquisadores também estão cientes dos custos associados à fabricação do novo material. “Os próprios metais líquidos são bastante caros”, reconhece Deng. “No entanto, estamos otimistas de que podemos otimizar a técnica, por exemplo, tornando o filme EGaIn mais fino, para reduzir custos. No momento, um único pacote custaria alguns dólares, mas não estamos tentando otimizar o custo, então há um caminho a seguir para reduzir custos.”
Os pesquisadores estão atualmente explorando opções de teste para determinar se o material é realmente uma barreira ainda mais eficaz do que conseguiram mostrar até agora. “Basicamente, maximizamos o equipamento de teste que tínhamos disponível”, diz Dickey. “Também estamos procurando parceiros da indústria para explorar possíveis aplicações para este trabalho. As baterias flexíveis para uso com eletrônicos macios são uma aplicação óbviamas outros dispositivos que usam líquidos ou são sensíveis ao oxigênio se beneficiarão dessa tecnologia.”
Referência: Selos macios, herméticos e comunicáveis sem fio à base de metal líquido para sistemas elásticos (Science) DOI 10.1126/science.ade7341
