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

Diese Woche haben wir von einem spannenden neuen Polymer mit eingegossenem Flüssigmetall erfahren, das aus einer Gallium-Indium-Legierung besteht. Dieses Elastomer kann zur Bildung von Schaltungen verwendet werden, die sich nach einer Beschädigung selbst heilen. Heute schließen Eric Markvicka und ich unser Gespräch ab.

Jim: Wohin wird Sie dieses Experimentierfeld in der näheren Zukunft hinführen?

Eric:  Die elektrische Selbstheilung ist eine wichtige Eigenschaft, das Material repariert sich nach einer Beschädigung jedoch nicht mechanisch selbst.  Als nächsten Schritt wollen wir einen leitfähigen Weichstoff entwickeln und untersuchen, der sich sowohl elektrisch als auch mechanisch selbst heilen kann, ohne dass manuelle Eingriffe erforderlich sind.

Jim: Das scheint ein logischer nächster Schritt zu sein.

Eric: Wenn wir dies erreichen, dann kommen wir dem Ziel noch näher, Maschinen und Elektronik mit der außerordentlichen Widerstandskraft von natürlichem biologischen Gewebe zu entwickeln.

Jim: Das scheint perfekt für Anwendungen geeignet zu sein, in denen keine Menschen anwesend sind. Übrigens sollen Flüssigmetallschaltungen auch als Drucksensoren verwendet werden können. Was wären die Vorteile eines LMEE-Sensors?

Eric:  Der Flüssigmetall-Elastomer-Verbundwerkstoff eignet sich nur schlecht für Einsätze als herkömmlicher Drucksensor. Die leitfähige Verdrahtung weist eine unbedeutende elektromechanische Kopplung auf. Bei einer Belastung von bis zu 50 %, beträgt die maximale Widerstandserhöhung weniger als 10 %. Bei einem mikrofluidischen Kanal aus Flüssigmetall würde man dagegen eine Erhöhung von 125 % bei derselben Belastung erwarten. Eine derartige Erhöhung des Schaltungswiderstands ist bei den meisten Schaltungsanwendungen und der Energieübertragung nicht erwünscht.

Jim: Gibt es andere Sensoranwendungen, bei denen dieses Material eingesetzt werden könnte?

Eric: Potenziell könnte der Flüssigmetall-Elastomer-Verbundwerkstoff zur Erkennung von Beschädigungen (Schneiden, Reißen, Durchstoßen) eingesetzt werden, indem die lokalen Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit beobachtet werden. 

Jim: Bestimmt gibt es zahlreiche Leser, die bereits an neue Möglichkeiten denken, dieses faszinierende Material einzusetzen. Eric, vielen Dank für Ihre Zeit.

Eric:  Vielen Dank für das Interesse an meine Arbeit!

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