A gallium nevű folyékony fém szokatlan tulajdonságait kihasználva az anyagkutatók célja, hogy virtuális valóság interfészek, orvosi monitorok, mozgásérzékelő eszközök és más eszközök számára rugalmas eszközök új generációját hozzák létre. Michael Dickey, az Észak-Karolinai Állami Egyetem vegyészmérnöke szerint a gallium az egyik legérdekesebb anyag a periódusos rendszerben, mert sok egyedi tulajdonsággal rendelkezik.

A gallium körülbelül olyan könnyen folyik, mint a víz. A levegőben azonban gyorsan merev külső oxidréteget képez, így könnyen alakítható félszilárd alakzatokká. Könnyedén lehet hajlítani, nyújtani és csavarni anélkül, hogy megsérülnének. A rugalmasság csak egy a gallium hasznos tulajdonságai közül. Mivel fém, könnyen vezeti a hőt és az elektromosságot. Az ismertebb folyékony fém higannyal ellentétben alacsony a toxicitása, és alacsony a gőznyomása, így nem párolog el könnyen. A felületi feszültsége, amely 10-szerese a vízének, még változtatható is, ha a folyékony fémet sós vízbe merítjük és feszültséget kapcsolunk rá.

Akár még súlyt is tud emelni (Forrás: Knowable)

A kutató szerint a galliumnak számos alkalmazása lehetséges az anyagtudományban. (1) Felületének reaktivitása miatt hasznos lehet kémiai reakciók végrehajtására; (2) öngyógyító képességét és folyékony állapotát ki lehet használni az energiatermelésre és tárolásra; (3) könnyen konfigurálható különböző energetikai, optikai és más célokra; (4) folyékony állapotának akusztikai és fluidikus felhasználási lehetőségei lehetnek; (5) jól használható, hajlítható; és (6) "tapintható logikai" eszközök létrehozására lehetne használni, amelyek reagálnak a környezeti ingerekre, például az érintésre.

A gallium felhasználást nagyban korlátozta, hogy a múltban a mérgező higannyal társították, illetve az oxidréteg kialakítására való hajlamát negatívumnak tekintették. Az elektronika iránti megnövekedett érdeklődés miatt azonban újra felfedezték a kutatók. Jelenleg elsősorban áramköröket gyártanak belőle: gumi- vagy műanyag lapok közé ágyazott vékony drótokba formálják. Ezek a drótok apró elektronikus eszközöket, például számítógépes chipeket, kondenzátorokat és antennákat kapcsolnak össze. Az eljárással olyan eszköz jön létre, amely például egy kar köré tekerhető, és egy sportoló mozgásának, sebességének vagy életjeleinek követésére használható.

A galliumos folyékony fémhuzalok és áramkörök jelentős hajlítást vagy csavarást is kibírnak. Például olyan fülhallgató vezetékek készíthetők belőle, amelyek eredeti hosszuk nyolcszorosára is képesek nyúlni anélkül, hogy eltörnének. Más áramkörök képesek meggyógyítani magukat, ha elszakadnak: ha a széleket egymás mellé helyezik, a folyékony fém újra összefolyik.

A gallium áramkörök nyomtathatók és közvetlenül a bőrre is felhelyezhetők, mint egy ideiglenes tetoválás. A "tinta" úgy működik, mint egy hagyományos elektróda, amit a szív- vagy agyműködés megfigyelésére használnak. Ez a tetoválás rugalmasabb és tartósabb, mint a meglévő elektródák, így ígéretes a hosszú távú használatra.

A folyékony fém alakváltoztató tulajdonsága más felhasználási lehetőségeket is megnyit. Amikor a fémet összenyomják, nyújtják és csavarják, megváltozik az alakja, és az új geometria az elektromos ellenállását is megváltoztatja. Így a galliumhuzalok hálóján egy kis áramot átfuttatva a kutatók meg tudják mérni, hogyan csavarják, nyújtják és nyomják az anyagot.

Ezt az elvet a virtuális valóságban használható mozgásérzékelő kesztyűk létrehozására lehetne alkalmazni. Ha a galliumhuzalok hálóját a kesztyű belsejében lévő vékony, puha filmbe ágyaznák, a számítógép érzékelhetné az ellenállás változását, ahogy a viselője mozgatja a kezét. Ezzel nyomon követhetnénk a saját testünk mozgását, vagy az erőket, amelyekkel érintkezünk, és ezt az információt átadhatnánk a virtuális világnak, amit éppen megtapasztalunk.

A galliumos technológia még korai stádiumban van, de a kutatók a közeljövőben a folyékony fém kereskedelmi felhasználására számítanak. "A következő néhány évben egyre több és több folyékony fém technológiát fogunk látni az iparban, a piacon" – mondta Michael Dickey, anyagkutató.

Forrás: Freethink

A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock