Alcuni ingegneri della Oregon State University hanno trovato un modo per stampare in 3D strutture alte e complicate con una lega di gallio altamente conduttiva. Il processo di stampa 3D potrebbe essere utilizzato per realizzare schermi di computer flessibili e altri dispositivi elettronici estensibili, inclusi i soft robot .
Le leghe di gallio, che in genere hanno bassa tossicità e buona conduttività, sono già utilizzate come materiale conduttivo in molti dispositivi elettronici flessibili. Sono anche economiche e “autoriparanti”, il che significa che possono riattaccarsi ai punti di rottura.
Fino ad ora, tuttavia, queste leghe di gallio non sono state stampate in 3D, limitando il loro uso a specifiche applicazioni.
L’entusiasmante sviluppo della nuova stampa 3D presso OSU, che potrebbe aprire queste leghe a molte altre applicazioni, prevede l’uso di un processo chiamato sonificazione, che utilizza l’energia sonora per mescolare particelle di nichel e gallio ossidato in un metallo stampabile 3D.
Gli ingegneri hanno scoperto che questa lega poteva essere stampata in 3D in strutture alte fino a 10 millimetri e larghe 20 millimetri.
Senza le particelle di nichel, il gallio sarebbe troppo gocciolante da stampare. Ma con il nickel mescolato usando la sonificazione, la miscela diventa simile a pasta e facilmente stampabile in 3D. Inoltre, le proprietà elettriche della pasta sono paragonabili al metallo liquido puro, mentre la pasta mantiene anche le caratteristiche di auto-guarigione.
“La lega che cola era impossibile da stratificare in strutture alte”, spiega Yiğit Mengüç, assistente professore di ingegneria meccanica e autore corrispondente dello studio. “Con la texture simile a pasta, può essere stratificato pur mantenendo la sua capacità di scorrere e di allungare all’interno dei tubi di gomma”.
Per dimostrare la potenza della loro nuova tecnica di stampa 3D al gallio, i ricercatori hanno stampato in 3D un circuito a due strati “molto elastico” i cui strati si intrecciano l’uno con l’altro senza toccarsi. Altre applicazioni future potrebbero includere tessuti elettricamente conduttivi, display pieghevoli, sensori di deformazione, tute per sensori indossabili, antenne e sensori biomedici.
“Il futuro è molto brillante”, afferma il coautore Doğan Yirmibeşoğlu, un dottore in robotica. studente presso OSU. “È facile immaginare di realizzare robot soft pronti per l’uso, che usciranno dalla stampante”.
La ricerca, “Modifica reologica del metallo liquido per la produzione additiva di elettronica estensibile”, è stata pubblicata su Advanced Materials Technologies .
