Các nhà khoa học đã phát triển một loại gel kim loại dẫn điện để in 3D các vật thể rắn ở nhiệt độ phòng.
Loại gel này, kết hợp các hạt đồng và hợp kim indi-gallium, khô thành trạng thái rắn và có thể thay đổi hình dạng theo ý muốn khi tác dụng nhiệt, tạo thành một quá trình được gọi là in bốn chiều.
Những vật thể này thể hiện tính dẫn điện cao, mở đường cho việc tạo ra nhiều loại linh kiện và thiết bị điện tử linh hoạt, theo Science Times.
Michael Dickey, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “In 3D đã cách mạng hóa khả năng sản xuất, nhưng không có công nghệ nào trước đây cho phép bạn in các vật thể kim loại 3D ở nhiệt độ phòng trong một lần duy nhất. Điều này mở ra cơ hội sản xuất nhiều loại linh kiện và thiết bị điện tử”.
Để tạo ra gel kim loại, các nhà nghiên cứu bắt đầu với dung dịch gồm các hạt đồng có kích thước siêu nhỏ lơ lửng trong nước.
Sau đó, họ sẽ thêm một lượng nhỏ hợp kim indi-gali, một loại kim loại lỏng ở nhiệt độ phòng. Hỗn hợp thu được sau đó được khuấy đều với nhau.
Khi hỗn hợp được khuấy, các hạt kim loại lỏng và đồng về cơ bản dính vào nhau, tạo thành một “mạng lưới” gel kim loại trong dung dịch nước.
Dickey nói: “Tính nhất quán dưới dạng gel này rất quan trọng, bởi vì nó đại diện cho sự phân bố đồng đều của các hạt đồng trong toàn bộ vật liệu.
“Điều này giải quyết được hai vấn đề. Đầu tiên, nó có đại diện cho mạng lưới các hạt kết nối để tạo thành các đường dẫn điện. Thứ hai, nó giúp các hạt đồng không lắng ra khỏi dung dịch và làm tắc nghẽn máy in”.
Gel thu được có thể được in bằng vòi in công nghệ 3D thông thường và giữ nguyên hình dạng khi in. Và khi để khô ở nhiệt độ trong phòng, vật thể 3D thu được sẽ trở nên rắn chắc hơn mà vẫn giữ được hình dạng của nó.
Tuy nhiên, nếu người dùng quyết định tác dụng nhiệt lên đối tượng được in trong khi nó đang khô, một số điều thú vị có thể xảy ra.
Khả năng thay đổi hình dạng
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sự liên kết của các hạt ảnh hưởng đến cách vật liệu khô đi.
Nếu sử dụng nhiệt tác động, quá trình làm khô nhanh có thể gây biến dạng cấu trúc vật liệu.
Vì sự biến dạng này có thể dự đoán được, nên các nhà khoa học có thể làm cho đối tượng được in thay đổi hình dạng sau khi được in bằng cách kiểm soát lượng nhiệt mà đối tượng đó tiếp xúc trong khi sấy khô.
Điều chúng tôi thấy thú vị nhất về vật liệu này là tính dẫn điện của nó”, ông Dickey cho biết.
“Chúng tôi sẵn sàng làm việc với các đối tác trong ngành để khám phá các ứng dụng tiềm năng và luôn sẵn lòng nói chuyện với các cộng tác viên tiềm năng về các hướng nghiên cứu trong tương lai”, đồng tác giả của nghiên cứu chia sẻ thêm.
