Gallium-Indium-Flüssigmetall in der selbstheilenden Elektronik, Teil 2 von 5

Gestern stellte uns Eric Markvicka in seinem Video über ein Elastomer mit eingebettetem Flüssigmetall die selbstheilende Elektronik vor. Heute sprechen wir über den Verbundwerkstoff, der elektrisch isolierend ist, bis er strukturiert wird, zu welchem Zeitpunkt er dann leitfähig ist. Was mir zuerst ins Auge sprang, ist die Tatsache, dass dieser Werkstoff Indium und Gallium enthält, und zwar EGaIn – die eutektische Gallium-Indium-Legierung (Indalloy 60) aus 75,5 % Ga und 24,5 % In.

Jim: Können Sie uns mehr über diesen Werkstoff erzählen?

Eric: Der Kautschukverbundwerkstoff besteht aus mikroskopischen Tröpfchen von eutektischem Gallium-Indium, die in einen weichen Silikonkautschuk eingebettet sind. Anders als die meisten partikelgefüllten Verbundwerkstoffe ist der Flüssigphasen-Verbundwerkstoff weicher als der nicht gefüllte Kautschuk und nach der Vulkanisierung sogar bei hohen Ladungen (bis zu 50 %) elektrisch isolierend. 

Jim: War dies das erste Mal, dass Sie mit Flüssigmetall (Gallium/Indium) gearbeitet haben?

Eric:  Nein, ich hatte Flüssigmetall (Gallium/Indium) schon mehrfach bei vorherigen Projekten verwendet. Ich habe Flüssigmetall (Gallium/Indium) zur  Erhöhung der Dielektrizitätskonstante von weichen Silikonelastomeren bei Bewahrung der mechanischen Eigenschaften des Host-Elastomers eingesetzt, zur elektrischen Verdrahtung von Weichstoff-Leiterplatten. Hier haben wir die Flüssigmetall-Schaltungsverdrahtung mittels UV-Lasermikrobearbeitung strukturiert [DOI: 10.1021/acsami.7b05522]. Zuletzt haben wir es geschafft, eine optisch nicht wahrnehmbare, dehnbare Flüssigmetall-Schaltungsverdrahtung zur Verwendung in einem Heads-Up-Display zu erzeugen, um vor potenziellen Umweltgefahren zu warnen.

Jim: Das sind eine ganze Menge Artikel, die ich unbedingt lesen muss! Morgen sind wir wieder da und sprechen darüber, wie einfach es ist, diese flexiblen Schaltungen mit einem handelsüblichen Plotter herzustellen. Ich freue mich darauf, Sie dann zu sehen!

(Der elektrisch selbstheilende Flüssigmetall-Elastomer-Verbundwerkstoff wird in Nature Materials ausführlich beschrieben)