Galij, tekući metal koji će transformirati prijenosne elektroničke uređaje

Savijaju ga, rastežu, koriste za provođenje struje.... Znanstvenici istražuju načine na koje bi se mogla iskoristiti neobična svojstva galija

Mladen Smrekar nedjelja, 8. svibnja 2022. u 18:50

Svaki put kad sjednete s telefonom u stražnjem džepu, podsjetite se na temeljnu istinu: ljudska tijela su mekana i fleksibilna, ali elektronika nije. No, uskoro bi se mogli pojaviti uređaji koji se mogu rastegnuti i savijati, čak i sami popraviti kada su oštećeni.

Neobična svojstva

Iskorištavanjem neobičnih svojstava tekućeg metala zvanog galij, znanstvenici koji se bave materijalima stvaraju novu generaciju fleksibilnih uređaja za sučelja virtualne stvarnosti, medicinske monitore, uređaje za otkrivanje pokreta i još mnogo toga.

Znanost o materijalima otkriva brojne potencijalne primjene galija
Znanost o materijalima otkriva brojne potencijalne primjene galija

Cilj je preuzeti funkcionalnost elektronike i učiniti je mekšom. Istina, savitljiva elektronika može se izraditi od konvencionalnih metala, no čvrsti metal se može slomiti, a što ga se više dodaje mekom materijalu, on postaje manje fleksibilan. Tekući metali nemaju taj problem.

Fleksibilnost samo jedno od korisnih svojstava galija. Budući da je metal, on lako provodi toplinu i električnu energiju. Za razliku od poznatije tekuće metalne žive, ima nisku toksičnost i ne isparava lako.

Mikrofluidi koriste čestice tekućih metala
Mikrofluidi koriste čestice tekućih metala

Galij teče lako kao voda, ali na zraku brzo stvara čvrsti vanjski oksidni sloj, što mu omogućuje da se lako oblikuje u polučvrste oblike. Njegova površinska napetost, deset puta veća od vode, može se mijenjati potapanjem tekućeg metala u slanu vodu i primjenom napona.

Tanke žice

Galij su istraživači dugo zanemarivali; povezivali su ga s otrovnom živom, a sklonost stvaranju oksidnog sloja smatrala se lošom karakteristikom. No, to se promijenilo s povećanim zanimanjem za fleksibilnu i nosivu elektroniku.

Svojstva, tipične izvedbe i primjene tekućeg metala galija
Svojstva, tipične izvedbe i primjene tekućeg metala galija

Kako bi napravili savitljive sklopove s galijem, znanstvenici ga oblikuju u tanke žice ugrađene između gumenih ili plastičnih listova. Ove žice mogu povezati male elektroničke uređaje kao što su računalni čipovi, kondenzatori i antene. Proces stvara uređaj koji bi se mogao omotati oko ruke i koristiti za praćenje kretanja, brzine ili vitalnih znakova sportaša.

Ove tekuće metalne žice i krugovi mogu izdržati značajno savijanje. Žice za slušalice mogu se rastegnuti osam puta da se pritom ne lome, a krugovi mogu sami zacijeliti kada se potrgaju. Uz to, galijevi sklopovi također se mogu ispisati i nanijeti izravno na kožu, poput privremene tetovaže. "Tinta" radi kao obična elektroda koja se koristi za praćenje aktivnosti srca ili mozga
Ove tekuće metalne žice i krugovi mogu izdržati značajno savijanje. Žice za slušalice mogu se rastegnuti osam puta da se pritom ne lome, a krugovi mogu sami zacijeliti kada se potrgaju. Uz to, galijevi sklopovi također se mogu ispisati i nanijeti izravno na kožu, poput privremene tetovaže. "Tinta" radi kao obična elektroda koja se koristi za praćenje aktivnosti srca ili mozga

Kad se metal stisne, rasteže i uvija, njegov se oblik mijenja, a promjena geometrije mijenja i njegov električni otpor. To bi se moglo primijeniti za izradu VR rukavica koje osjećaju pokret: ugradnjom mreže galijevih žica s unutarnje strane rukavice, računalo bi moglo detektirati promjene otpora kad korisnik pomiče ruku i te informacije prenijeti u bilo koji virtualni svijet.

Meka logika

Ovo svojstvo čak povećava mogućnost strojeva koji se služe "mekom logikom". Umjesto da zahtijevaju računanje, takvi strojevi reagiraju na promjene električnog otpora u mreži. Tu nema poluvodiča, tranzistora, mozga..., sve se temelji na načinu na koji se materijal dodiruje.

Tekući metali na bazi galija tvore tanku površinsku oksidnu kožu
Tekući metali na bazi galija tvore tanku površinsku oksidnu kožu

To bi se moglo koristiti za odziv u uređajima, nalik refleksima u mekim robotima. Takve reakcije ne zahtijevaju složen "mozak" za obradu informacija, ali mogu reagirati izravno kao odgovor na podražaje iz okoline, mijenjajući boju, toplinska svojstva ili preusmjeravajući električnu energiju.

Oksidni sloj

Sada se iskorištava i vanjski oksidni sloj koji nastaje kada je galij izložen zraku. Oksidni sloj omogućuje metalu da zadrži svoj oblik i otvara brojne mogućnosti oblikovanja. Sitne kapi galija mogu se naslagati jedna na drugu ili se kap može povući duž površine, ostavljajući tanak trag oksida koji se može koristiti kao strujni krug.

Žice za slušalice mogu se rastegnuti osam puta da se pritom ne lome, a krugovi mogu sami zacijeliti kada se potrgaju
Žice za slušalice mogu se rastegnuti osam puta da se pritom ne lome, a krugovi mogu sami zacijeliti kada se potrgaju

Oksidni sloj u vodi može formirati i nestati primjenom male količine napona; ovo svojstvo moglo bi biti temelj umjetnih mišića za robote, vjeruju istraživači.

📢 Uštedi do 30%

TOP!

Logitech

Vrhunska Logitech periferija nezaobilazan je dodatak za tvoj radni stol.

Kupi

📢 Uštedi 800 kn

TOP!

HUAWEI MateView GT

27" monitor sa zakrivljenim zaslonom i velikom brzinom osvježavanja savršen je za učenje, igranje i rad.

2.199 kn 2.999 kn Kupi

📢 Besplatna dostava

TOP!

DELL

DELL Vostro 3510 s Core i7 procesorom, 16GB RAM-a te 15.6" IPS ekranom i vrhunski monitori.

Od 1499 kn Kupi


2-sistemski bass reflex zvučnici

KEF LS50

Najprecizniji, impresivan zvuk, Uni-Q 12. generacije s MAT nizom drajvera za iznimnu akustičnu točnost, 47 Hz - 45 kHz, 40-100 W, 8 Ω, 85 dB.

7.399 kn 9.749 kn Kupi

7.2-kanalni AV receiver

MARANTZ NR1711

Tanak dizajn, iznimne performanse, 8K Ultra HD, HEOS, 90W po kanalu, eARC HDMI, Bluetooth, Wi-Fi, AirPlay 2.

6.799 kn Kupi