Od svih kemijskih elemenata u periodnom sustavu samo su dva tekuća, naravno na sobnoj temperaturi: brom i živa. Brom je halogeni element, pa stoga nemetal. To je crvena tekućina neugodnog mirisa, pa je po tom (neugodnom) svojstvu brom dobio latinsko (grč. bromos – smrad) i hrvatsko ime, naime smrdik (po Šuleku). Živa je pak metal, vječno rastaljen, posve tekuć; da ga pretvori u krutu tvar uspjelo je tek ruskom kemičaru Lomonosovu za jedne ljute sibirske zime kad mu se termometar smrznuo pri 39 stupnjeva ispod nule. No ima još jedan kemijski element, metal sličan živi, no za njega se, nasuprot „živom srebru“, ne bi moglo reći ni da je tekuć ni da je krut. Kako to?

Riječ je o galiju (Ga), kemijskom elementu kojemu pripada čast da je njegovim otkrićem potvrđen Mendeljejevljev zakon periodičnosti na temelju kojeg je ruski kemičar sastavio svoju tablicu. Mendeljejev je naime predvidio postojanje kemijskog elementa u trećoj skupini periodnog sustava, a kako se nalazi ispod aluminija, nazvao ga je ekaaluminij. Predvidio je da će talište nepoznatog elementa biti niže od tališta indija (157 ^oC). Tako je i bilo: galij se tali već na 30 ^oC, pa bi se moglo reći da je to treći tekući kemijski element i drugi tekući metal – ako živimo u Africi. No to nije sve, jer kada se galij pomiješa s indijem (In) u prikladnom omjeru, nastaje eutektička smjesa s još nižim talištem, a doda li se i kositar, talište slitine približava se talištu žive.

Upravo je to svojstvo galija, točnije njegove slitine s indijem, navelo kineske znanstvenike da od nje naprave elastični strujni krug, točnije elastičnu tiskanu pločicu (elastic printed circuit board, E-PCB). Svoj su uspjeh objelodanili krajem prošle godine u časopisu Science, u znanstvenom radu „Universal assembly of liquid metal particles in polymers enables elastic printed circuit board“. Strujni krug se uspostavlja česticama tekućeg metala (liqud metal particles, LMP) nanesenog na elastičnu podlogu. Eutektička smjesa galija i indija se prvo pomiješa s acetonom, a potom izloži djelovanju ultrazvuka koji je rasprši u sitne čestice. Na česticama veličine 2-3 mikrometra stvara se sloj oksida koji spriječava, zbog elektrostatičkog naboja, njihovo spajanje u veće čestice. Nakon što se čestice LMP odvoje centrifugiranjem, doda se poliuretan otopljen u organskom otapalu, pa se tako dobiva tinta za izradu tiskanih pločica.

No tako napravljen strujni krug ne vodi struju! Među česticama tekućeg metala nema naime kontakta, a ako se tu i tamo stvori, sloj oksida na površini čestica spriječava vođenje struje. Stoga treba nakon printanja strujni krug podvrći novoj, no posve kratkoj (30 s) sonifikaciji. Djelovanjem ultrazvuka od čestica tekućeg metala odvajaju se čestice nanometarskih dimenzija, LMP_nano, koje povezuju veće čestice uspostavljajući tako strujni krug (network), LMP_Net. Pri najvećem volumnom udjelu tekućeg metala u poliuretanskoj tinti (75 %), električna vodljivost dostiže vrijednost 2,1 MS/m. Činjenica da o udjelu tekućeg metala u poliuretanskoj tinti ovisi vodljivost otisnutih strujnih krugova dobro će doći u budućoj primjerni. To će omogućiti izradu vodiča različitog otpora na istoj tiskanoj pločici.

Novonastale nanočestice tekućeg metala ne zatvaraju samo strujni krug nego služe i kao čvrsto vezivo među većim kapljicama. Posljedica toga je da se s podlogom rastežu (izdužuju)  čestice LMP, ali ne i čestice LMP_nano. Zbog toga vodljivost električnog kruga ostaje praktički nepromijenjena, čak i pri rastezanju u kojem se električni vodovi pet puta produžuju.

To je dakako najvažnije svojstvo novog elastičnog strujnog kruga po kojem se on razlikuje od drugih elastičnih krugova, koji se uglavnom temelje na vodljivim polimerima. Drugo je važno svojstvo, vrlo povoljno, što se poliuretanska tinta može nanositi praktički na svaku podlogu. To su dakako iskušali autori spomenutog rada izrađujući tiskane pločice od raznih vrsta elastomera (guma), pa i od nove vrste polimera koji sam zacjeljuje (self-healing polymer). Posebno je zanimljivo tiskanje strujnih krugova na hidrogelu, čime se otvara mogućnost izravnog nanošenja strujnog kruga na živo tkivo.

Sve to ukazuje na nebrojne mogućnosti primjene, prije svega u medicini i robotici. Elektrotehnika se odavno odmakla od žica i žičica, a sad vidimo da ne mari ni za kruto agregatno stanje. Kamo će nas to odvesti vidjet ćemo – nadam se u ne tako dalekoj budućnosti.

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor stotinjak znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te, naravno, Bug online. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda, a danas je glavni urednik mrežnih stranica Panopticum. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 14 znanstveno-popularnih knjiga. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.