Figura 1. GB-eGaIn. Attestazione:LIU Jing
Metallo liquido a temperatura ambiente, ad esempio lega a base di gallio, ha un'elevata conducibilità elettrica e termica, e ottima fluidità. Possono essere utilizzati in vari campi di applicazione come l'elettronica flessibile, dispositivi indossabili, pratiche biomediche, sistemi di esoscheletro e robotica morbida ecc. Tuttavia, i componenti realizzati con metallo liquido possono essere più pesanti di quelli non metallici. La densità del metallo è maggiore dei materiali non metallici come il polimero, plastica e legno.
Recentemente, un gruppo di ricerca congiunto guidato dal Prof. Liu Jing dell'Istituto tecnico di fisica e chimica (TIPC) dell'Accademia cinese delle scienze e dell'Università Tsinghua, propose un concetto definito come "entità di metallo liquido leggero" e inventò un gruppo di materiali metallici liquidi leggeri. L'opera è stata pubblicata in Materiali funzionali avanzati .
Nel loro lavoro, è stato fabbricato un materiale composito rappresentativo GB-eGaIn basato su eGaIn e una bolla di vetro cavo. GB-eGaIn ha una bassa densità, elevata duttilità e variabilità della rigidità.
Secondo il loro studio, GB-eGaIn è in grado di essere modellato in fogli sottili grazie alla sua elevata adesione. Il foglio può essere arrotolato o piegato facilmente e "trasformato" in una struttura 3D tramite piegatura, lavorazione di taglio o assemblaggio.
Il foglio GB-eGaIn si comporta bene anche in transizione di fase. Controllando la regolazione della temperatura, il foglio può spostarsi facilmente tra lo stato completamente morbido e l'oggetto metallico rigido. I risultati hanno indicato la capacità di GB-eGaIn di costruire componenti funzionali regolati in base alla temperatura.
Figura 2. Struttura planare di GB-eGaI. Attestazione:LIU Jing
Combinando con materiali di imballaggio impermeabili, GB-eGaIn può realizzare il comportamento di galleggiamento e affondamento aggiungendo acqua. In base alla variazione di resistenza registrata dello stesso componente sia in acqua che dopo essiccazione, i ricercatori del team del Prof. LIU hanno dimostrato che GB-eGaIn ha solo un leggero cambiamento anche dopo il riutilizzo per 8 volte.
Figura 3. Comportamento flottante di GB-eGaIn in strutture planari e 3D. Attestazione:LIU Jing
Nello studio, hanno anche dimostrato che i componenti GB-eGaIn combinati con il magnete possono essere controllati in movimento, sospensione e affondamento sotto la regolazione del campo magnetico esterno e dei materiali dell'imballaggio. Ha offerto un potenziale utilizzo nello sviluppo di dispositivi subacquei intelligenti avanzati.