Embora o papel não seja exatamente um material inteligente, um dia poderá ser se for revestido com um novo tipo de metal líquido. Essa liga líquida tem o potencial de transformar papel e outros materiais em ferramentas que podem fazer algumas coisas por conta própria.

O metal líquido já é usado em objetos inteligentes, como circuitos vestíveis e sensores – mas não como revestimento. Inspirados no origami, uma equipe de cientistas liderada por Bo Yuan, da Universidade de Tsinghua, na China, criou uma forma de formular um metal líquido e aplicá-lo com um carimbo para que grude no papel sem adesivo, algo que antes não era possível. em Stady Publicado recentemente em Cell Reports Physical ScienceE Os cientistas mostraram que o papel revestido de metal pode ser transformado em formas de origami e dobrado sobre si mesmo. O revestimento metálico também conduz calor e eletricidade. É quase mágico. por muito pouco.

lesma pegajosa

Como as moléculas no metal líquido tendem a ficar muito juntas, é difícil fazê-las aderir a qualquer superfície sem que algo atue como cola. Mas esses adesivos geralmente têm um efeito negativo nas propriedades do metal, como a condutividade. Yuan e sua equipe queriam um metal líquido que pudesse aderir ao papel sem adesivo. Eles usaram uma liga de óxido de bismuto-índio-estanho (BiInSn) e testaram seu desempenho ao lado da liga de índio/gálio (eGaIn).

BiInSn demonstrou ser mais eficaz. Ao contrário do eGaIn, ele não oxida quando exposto ao ar, então o quão bem ele adere a uma superfície não depende da camada de óxido que se forma no metal. BiInSn é um sólido à temperatura ambiente e tem um ponto de fusão mais alto, portanto não há perigo de se liquefazer em temperaturas abaixo de 62°C (cerca de 144°F). Também é capaz de adesão mais forte. No entanto, a obtenção de adesão ideal de BiInSn requer tentativa e erro.

“Precisávamos garantir que a adesão do metal líquido fosse uniforme em uma ampla faixa em diferentes papéis e manter o revestimento estável”, disse Yuan à Ars Technica em uma entrevista por e-mail. “Para resolver esses problemas, alteramos a pressão aplicada ao selo, bem como a velocidade de fricção usada nos experimentos e, finalmente, encontramos os parâmetros mais adequados, que finalmente alcançaram uma adesão rápida, em larga escala e estável.”

Os pesquisadores tentaram imprimi-lo no papel com diferentes quantidades de pressão e descobriram que não era necessário muito para mantê-lo no lugar. Em seguida, eles criaram um cubo de origami de papel revestido de metal, que exigia que as bordas se unissem sem qualquer outro agente de ligação. Eles até viram que, quando esse quadrado era aberto, o papel revestido podia se dobrar de volta à sua forma original. Como o revestimento metálico era autoadesivo, as bordas expostas se juntavam até que o papel voltasse a ser um cubo. Outra forma tentada é uma mola que pode ser esticada ou comprimida e ainda ser ajustada.

Também foi possível para a equipe construir estruturas 3D a partir de peças individuais de papel plano revestidas com metal. Essas estruturas podem manter sua forma sem se desintegrar, e o revestimento pode então ser removido sem afetar de forma alguma as propriedades do substrato de papel. A tinta, que não perdeu nenhuma de suas propriedades, pode ser reciclada e reutilizada. O papel voltou a ser papel.

próximos passos

Yuan acredita que a autoadesividade por meio de metal líquido é uma vantagem porque, se pode ser feito com papel, também pode ser feito com outros materiais finos e leves para criar objetos inteligentes e robôs macios que cabem em espaços apertados. A próxima coisa que ele deseja alcançar é encontrar um revestimento onde o metal não descasque depois de endurecido. Ele está pensando em testar sprays protetores de tintas bioamigáveis ​​em materiais que possam eventualmente ser usados ​​como embalagem (as caixas poderiam abrir e fechar sozinhas como um cubo de papel no experimento), na pele humana (os curativos descascariam sem dor sem a cola ), debaixo d’água e até nas condições que vemos em outros planetas e luas.

Este material pode ser um trunfo para robôs macios em ambientes alienígenas. Alguns robôs macios já pode explorar Os canais oceânicos mais profundos onde a pressão é muito alta para humanos e as rachaduras e fendas muito pequenas para máquinas maiores. Os robôs macios são projetados com túneis subterrâneos em mente Marte E outros corpos no espaço. Robôs macios autônomos finos e flexíveis será capaz Aventure-se em lugares onde rovers grandes não podem caber ou viajar com segurança, e o revestimento metálico líquido autoaderente permitirá que eles se flexionem e se desdobrem por conta própria.

“Usando nosso método, pode-se criar rapidamente materiais inteligentes com boa condutividade térmica e elétrica, bem como capacidade de ajuste de rigidez, expandindo bastante as opções de materiais para robôs macios”, disse Yuan na entrevista. “Acho que esse método pode fornecer uma nova avenida de design para exploradores espaciais”.

Cell Reports Physical Sciences, 2023. DOI: 10.1016/j.xcrp.2023.101419 (Sobre DOIs).

A criatura de Elizabeth Raine escreve. Seu trabalho apareceu no SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek e Forbidden Futures. Quando ela não está escrevendo, ela está mudando de forma, desenhando ou se disfarçando como um personagem que ninguém nunca ouviu falar. Siga-a no Twitter: @hravenrayne.