به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، گروهی از پژوهشگران آمریکایی، ماده جدیدی را ابداع کرده‌اند که نه تنها الاستیک است، بلکه در برابر گازها و مایعات می‌تواند غیرقابل نفوذ باشد؛ کاری که این نوع مواد معمولا در آن بد هستند. این ماده می‌تواند برای ساخت باتری‌های انعطاف‌پذیر یا وسایل الکترونیکی پوشیدنی سودمند باشد.

طراحی مواد اغلب به معاوضه بین ویژگی‌های خاص نیاز دارد. اگر چیزی می‌خواهید که گازها و مایعات را بیرون نگه دارد، پس به یک ماده سخت و سفت نیاز دارید. از سوی دیگر، اگر به چیزی با کمی انعطاف نیاز دارید، باید با مقدار گاز یا مایعی که از آن نفوذ می‌کند، کنار بیایید.

پژوهشگران «دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی»‌(NC State)، ماده جدیدی ساخته‌اند که می‌تواند هر دو کار را انجام دهد. کلید اصلی این پروژه، آلیاژ عجیبی است که به نام «گالیم و ایندیم یوتکتیک»(EGaIn) شناخته می‌شود. این آلیاژ از دو فلز نرم تشکیل شده است که در دمای اتاق به شکل مایع درمی‌آید. ثابت شده است که EGaIn یک ماده همه‌کاره است. این ماده در سال‌های اخیر به عنوان یک کاتالیزور جذب کربن در ایمپلنت‌های قابل حل شدن و دستگاه‌های الکترونیکی قابل کشش و چرخش استفاده شده است.

این گروه پژوهشی برای ساخت ماده جدید خود، لایه نازکی از EGaIn را در یک پلیمر الاستیک قرار دادند. درون پلیمر، مجموعه‌ای از مهره‌های شیشه‌ای ریز وجود داشت که مانع از تجمع EGaIn در یک نقطه می‌شد. این کار، ماده جدید را به پلیمری کشسان و انعطاف‌پذیر با مرکزی از فلز مایع تبدیل می‌سازد که به طور موثر از عبور گازها و مایعات جلوگیری می‌کند.

در آزمایش‌های اثربخشی این ماده، پژوهشگران بررسی کردند که آیا فلز مایع می‌تواند به مرور زمان تبخیر شود و آیا اکسیژن می‌تواند از ظرف مهروموم‌شده ساخته‌شده از پلیمر بیرون بیاید. در هر دو مورد، از دست دادن مایع یا گاز تشخیص داده نشد که نشان می‌دهد این یک مانع موثر است.

در آزمایش‌های دقیق‌تر، پژوهشگران بررسی کردند که چگونه این پلیمر در دستگاه‌های الکترونیکی قابل کشش، از جمله باتری و سیستم انتقال حرارت کار می‌کند. پلیمر دوباره به هر دو دستگاه کمک کرد تا نقش خود را به خوبی انجام دهند، ظرفیت باتری را تا بیش از ۵۰۰ سیکل بالا نگه داشت و هدایت حرارتی سیستم انتقال حرارت را افزایش داد.

پژوهشگران در نهایت یک پنجره انتقال سیگنال را به پلیمر اضافه کردند و نشان دادند که می‌توان از آن برای عبور ارتباطات بی‌سیم نیز استفاده کرد. در مجموع، این آزمایش‌ها نشان می‌دهند که مواد منعطف و غیرقابل نفوذ می‌توانند طیف گسترده‌ای از کاربردها را داشته باشند.

یکی از نکات منفی احتمالی، گرانی نسبی EGaIn است اما پژوهشگران می‌گویند که احتمالا امکان بهینه‌سازی مواد به منظور کاهش هزینه وجود خواهد داشت. تمرکز این پژوهش بر هزینه نبوده است. یکی از روش‌هایی که پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند، استفاده کردن از لایه نازک‌تری از EGaIn است.

این پژوهش، در مجله «ساینس»(Science) به چاپ رسید.

انتهای پیام