Il nuovo materiale elastico è impermeabile a gas e liquidi

Un passo importante perché da tempo esiste un compromesso tra elasticità e impermeabilità ai gas.

I materiali morbidi sono altamente permeabili ai gas, rendendo difficile la creazione di guarnizioni ermetiche estensibili. Un aspetto spesso trascurato dell'elettronica e della tecnologia estensibile è la scelta dei materiali per proteggerli ermeticamente.

Un team internazionale di ricercatori ha sviluppato una tecnica che utilizza il metallo liquido per creare un materiale elastico e impermeabile a gas e liquidi.

Nel nuovo metodo viene utilizzata una lega eutettica di gallio e indio (EGaIn). Eutettico si riferisce a una lega con un punto di fusione inferiore rispetto ai suoi elementi componenti. In questo caso l'EGaIn è liquido a temperatura ambiente. Gli scienziati hanno prodotto un sottile rivestimento di EGaIn e poi lo hanno ricoperto con un polimero elastico.

Microsfere di vetro sono state posizionate sulla superficie interna del polimero per impedire il ristagno del rivestimento liquido di EGaIn. Il risultato è una sacca o guaina elastica rivestita in metallo liquido, impermeabile ai gas e ai liquidi.

Misurando la quantità di contenuto liquido lasciata evaporare e la quantità di ossigeno lasciata fuoriuscire da un contenitore sigillato realizzato con il nuovo materiale, i ricercatori hanno potuto determinare quanto fosse efficace il materiale.

Tao Deng, co-autore e professore della cattedra Zhi Yuan presso l'Università Jiao Tong di Shanghai, ha dichiarato: "Abbiamo scoperto che non vi era alcuna perdita misurabile né di liquido né di ossigeno per il nuovo materiale".

“I metalli liquidi stessi sono piuttosto costosi. Tuttavia, siamo ottimisti sul fatto di poter ottimizzare la tecnica, ad esempio rendendo la pellicola EGaIn più sottile, per ridurre i costi. Al momento, un singolo pacchetto costerebbe pochi dollari, ma non abbiamo tentato di ottimizzare i costi, quindi c’è un percorso da seguire per ridurre i costi”.

I ricercatori hanno riferito che il materiale potrebbe essere utilizzato negli imballaggi per tecnologie di alto valore che richiedono protezione dai gas, come le batterie flessibili.

Michael Dickey, coautore di un articolo sul lavoro e professore di ingegneria chimica e biomolecolare Camille & Henry Dreyfus presso la North Carolina State University, ha dichiarato: “Questo è un passo importante perché da tempo esiste un compromesso tra elasticità ed essendo impermeabile ai gas.

“Le cose che erano efficaci nel tenere lontani i gas tendevano ad essere dure e rigide. E le cose che offrivano elasticità permettevano ai gas di filtrare. Abbiamo creato qualcosa che offra l’elasticità desiderata mantenendo allo stesso tempo lontani i gas”.

I ricercatori stanno attualmente esplorando opzioni di test per determinare se il materiale sia una barriera ancora più efficace di quanto siano stati in grado di dimostrare finora.

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