Bilim İnsanları Kağıdın Kendi Kendini Eşsiz Hallere Katlamasını ve Geri Açılmasını Mümkün Kılan Bir Prosedür Keşfetti

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Kağıt, yazı yazmak, baskı yapmak, ambalajlamak ve el işi yapmak üzere birçok maksatla kullanabildiğimiz bir eser. Pekala ya kağıtlar yalnızca mürekkep tutmaktan ya da katlanarak form vermekten daha fazlasını yapabilseydi? Ya kağıt kendini algılayabilen, harekete geçirebilen ve irtibat kurabilen akıllı objelere dönüştürebilseydi? Bu kulağa bilim kurgu üzere gelebilir, fakat Çin’den bir küme araştırmacı kısa bir müddet evvel kağıdı sıvı metalle kaplayarak ona gibisi görülmemiş yetenekler kazandıran yeni bir usul geliştirdi.

Oda sıcaklığında yahut biraz üzerinde sıvı halde kalan bir metal tipi olan sıvı metal; yüksek iletkenlik, düşük akışkanlık ve kendi kendini uygunlaştırma üzere birçok özelliğe sahip. Sıvı metal; devreler, sensörler ve aktüatörler üzere esnek ve gerilebilir elektronikler oluşturmak için kullanılabiliyor.

Ancak, sıvı metalin kağıda yahut öteki alt katmanlara uygulanması biraz sıkıntı zira sıvı metal damlacıklar oluşturma eğilimindedir ve bir yapıştırıcı olmadan güzel yapışmaz, bilim insanları da bunu baypas etmenin bir yolunu buldu

Tsinghua Üniversitesi’nden Bo Yuan liderliğindeki araştırmacılar, bizmut, indiyum ve kalay oksitten (BiInSn) oluşan özel bir alaşım kullanarak bu meseleye bir tahlil buldular. Bu alaşım, galyum yahut ötektik galyum-indiyum (EGaIn) üzere öbür sıvı metallerden daha yüksek bir erime noktasına sahip, bu da damlama yahut yayılma olmadan katılaştırılabileceği ve kağıda damgalanabileceği manasına geliyor. Alaşım ayrıyeten havaya maruz kaldığında oksitlenmiyor, bu da onu daha kararlı ve yapışkan hale getiriyor.

Kağıdı BiInSn ile kaplamak için araştırmacılar evvel alaşımı bir potada eritti ve silikon bir kalıba döktü. Daha sonra kalıbı bir kağıt modülü üzerine orta basınç ve süratte bastırdılar. Sonuç, kağıt yüzeyinde ince ve düzgün bir sıvı metal tabakası oldu. Araştırmacılar, çift taraflı bir kaplama oluşturmak için bu süreci kağıdın her iki tarafında da tekrarladılar.

Kaplanmış kağıt dikkate bedel özellikler gösterdi. Elektriği ve ısıyı iletebiliyor, bu da LED’leri ve dirençleri aydınlatmasını sağlıyordu. Ayrıyeten dokunma, basınç ve sıcaklık değişikliklerini de algılayabiliyordu. Dahası, harici bir manyetik alan uygulayarak kendini farklı formlara katlayabiliyordu. Araştırmacılar bunu, kaplanmış kağıttan bir origami küpü yaparak gösterdiler. Küpü açıp bir mıknatısın yanına yerleştirdiklerinde, kağıt resen katlanarak özgün biçimine geri döndü.

Hayatımıza akıllı kağıtlar mı giriyor?

Araştırmacılar, yollarının çeşitli fonksiyonları yerine getirebilen akıllı kağıt aygıtlar yaratmak için yeni imkanlar sunabileceğine inanıyor. Örneğin, hareket edebilen ve etraflarıyla etkileşime girebilen kağıt tabanlı robotlar, renk ve desen değiştirebilen kağıt tabanlı ekranlar ve sıhhat ve etraf şartlarını izleyebilen kağıt tabanlı sensörler öngörüyorlar.

Yöntem birebir vakitte kolay ve ölçeklenebilir, yani akıllı kağıt eserlerinin büyük ölçekli üretimine uygulanabilir. Araştırmacılar, metotlarının kalınlığı, dokusu yahut rengi ne olursa olsun her çeşit kağıdı sıvı metal ile kaplayabileceğini tez ediyor. Ayrıyeten kâğıt dışındaki öteki materyallerin de birebir teknik kullanılarak sıvı metalle kaplanabileceğini öne sürüyorlar.

(22 Haziran 2023 tarihinde Cell Reports Physical Science mecmuasında yayınlanan araştırmaya buradan ulaşabilirsiniz.)