I ricercatori dell'EPFL hanno sviluppato piste conduttive che possono essere piegate e allungate fino a quattro volte la loro lunghezza originale. Potrebbero essere utilizzati nella pelle artificiale, indumenti connessi e sensori sul corpo.
Le tracce conduttive sono generalmente stampate su una lavagna. Ma quelli sviluppati di recente all'EPFL sono completamente diversi:sono flessibili quasi quanto la gomma e possono essere allungati fino a quattro volte la loro lunghezza originale e in tutte le direzioni. E possono essere allungati un milione di volte senza rompersi o interrompere la loro conduttività. L'invenzione è descritta in un articolo pubblicato oggi sulla rivista Materiale avanzato .
Tanto solido quanto flessibile, questo nuovo film metallico e parzialmente liquido offre un'ampia gamma di possibili applicazioni. Potrebbe essere utilizzato per realizzare circuiti che possono essere attorcigliati e allungati, ideali per la pelle artificiale su protesi o macchine robotiche. Potrebbe anche essere integrato nel tessuto e utilizzato nell'abbigliamento connesso. E poiché segue la forma e i movimenti del corpo umano, potrebbe essere utilizzato per sensori progettati per monitorare particolari funzioni biologiche.
"Possiamo trovare tutti i tipi di usi, in forme complesse, in movimento o che cambiano nel tempo, "ha detto Hadrien Michaud, uno studente di dottorato presso il Laboratory for Soft Bioelectronic Interfaces (LSBI) e uno degli autori dello studio.
Un'ampia ricerca è stata dedicata allo sviluppo di un circuito elettronico elastico. È una vera sfida, in quanto i componenti tradizionalmente utilizzati per realizzare i circuiti sono rigidi. L'applicazione di metallo liquido a un film sottile in supporti polimerici con proprietà elastiche sembra naturalmente un approccio promettente.
Sottile e affidabile
A causa dell'elevata tensione superficiale di alcuni di questi metalli liquidi, gli esperimenti condotti finora hanno prodotto solo strutture relativamente spesse. "Utilizzando i metodi di deposizione e strutturazione che abbiamo sviluppato, è possibile realizzare piste molto strette – spesse diversi centesimi di nanometro – e molto affidabili, " ha detto Stéphanie Lacour, titolare della Cattedra Fondazione Bertarelli in Tecnologia Neuroprotesica e che gestisce il laboratorio.
Oltre alla loro tecnica di fabbricazione unica, il segreto dei ricercatori sta nella scelta degli ingredienti, una lega di oro e gallio. "Non solo il gallio possiede buone proprietà elettriche, ma ha anche un basso punto di fusione, circa 30o, " disse Arthur Hirsch, uno studente di dottorato presso LSBI e co-autore dello studio. "Così si scioglie nella tua mano, e, grazie al processo noto come superraffreddamento, rimane liquido a temperatura ambiente, ancora più in basso." Lo strato d'oro assicura che il gallio rimanga omogeneo, impedendogli di separarsi in goccioline quando viene a contatto con il polimero, che ne rovinerebbe la conduttività.
