Flüssigmetall (Gallium-Indium) für reißfeste Weichstoffe

Heute sprechen wir über die Technologie hinter dem Artikel: „Extreme Toughening of Soft Materials with Liquid Metal“ von Dr. Navid Kazem. Dr. Kazem begann seine Arbeit im Bereich Materialien mit eingebetteten Flüssigmetallen an der Carnegie Mellon University, an der er seinen Doktor machte. Inzwischen ist er auch Mitgründer eines neuen Unternehmens mit dem Schwerpunkt Kautschukverbundwerkstoffe.

Bitte sehen Sie sich dieses Video an, bevor Sie weiterlesen, damit Sie ein Verständnis davon erhalten, worüber wir sprechen:

Jim: Dr. Kazem, was war Ihre erste Erfahrung mit Flüssigmetallen?

Dr. Kazem: Meine erste Erfahrung mit Flüssigmetallen hatte ich mit ca. 10 Jahren in der Schule, als wir die Ausdehnung von Quecksilber in einem alten Thermometer untersuchten.

Jim: Viele der heutigen Thermometer setzen Galliumlegierungen ein. Das passt! Ich habe gesehen, dass Sie firmenintern EGaIn aus Rohindium und Gallium hergestellt haben. War das das erste Mal, dass Sie mit diesen beiden Elementen gearbeitet haben? Sie sind den meisten Personen kaum bekannt.

Dr. Kazem: Anfangs (vor ca. 4 Jahren) kauften wir EGaIn normalerweise dazu. Kurz danach begannen wir jedoch bereits, EGaIn firmenintern herzustellen. Ja, das war das erste Mal, dass ich mit Gallium und Indium gearbeitet habe.

Jim: Ihre Arbeit mit Elastomeren mit eingebettetem Flüssigmetall kann die Art und Weise wesentlich verändern, wie Materialien auf Belastungen reagieren. Wo sehen Sie künftige Anwendungsbereiche? Welche Anwendungen könnten am meisten von einer Verstärkung mit eingebettetem Flüssigmetall profitieren? 

Dr. Kazem: Das hoffen wir! Wir haben tatsächlich ähnliche Reißmechanismen in Knochen und Kaninchenhaut festgestellt. Dies ist einer der Gründe, warum diese beiden Materialien so zäh sind. Es sind sogar einige der zähesten Materialien, die wir kennen. Zähe und weiche Elastomere leisten wichtige Einsätze in einigen neuen Bereichen, beispielsweise dehnbare und tragbare Elektronik oder Soft-Robotik. Die unmittelbarsten Auswirkungen betreffen jedoch die Elektronik, Medizingeräte und die Automobilbranche, in denen unsere Materialien die mechanische Zuverlässigkeit verschiedener Bauteile verbessern können.

Jim: Sie sind derzeit der Technikvorstand von Arieca LLC. Das ist eine erhebliche Umstellung gegenüber Ihrer Arbeit als Doktor an der Universität! Welche Produkte und Dienstleistungen bietet Arieca derzeit an?

Dr. Kazem: Vielen Dank. Es ist toll, unser Unternehmen zu starten und die im Labor entwickelten Forschungen in industrielle Anwendungen zu verwandeln. Arieca ist ein Werkstofftechnik-Start-up, das sich der Schaffung neuartiger Kautschukverbundwerkstoffe widmet. Unser erstes Produkt ist ein wärmeleitfähiger Kautschuk (Thubber) mit den mechanischen Eigenschaften biologischer Weichgewebe, jedoch Wärmeleiteigenschaften, die denen von Metallen wie Edelstahl ähneln. Wie wir bereits in unserem letzten Artikel über fortgeschrittene Werkstoffe vorgestellt haben, ist Thubber außerdem 25-50 Mal zäher als die meisten Elastomere, um eine hohe mechanische Zuverlässigkeit bereitzustellen.

Jim: Wo können unsere Leser mehr über diese innovativen Produkte erfahren, die Ihr Unternehmen entwickelt?

Dr. Kazem: Weitere Informationen über unser Start-up finden Sie unter: www.arieca.com. Sollten Sie weitere Anfragen oder Muster benötigen, dann senden Sie mir einfach eine E-Mail an info@arieca.com. Ich werde mich dann umgehend mit Ihnen in Verbindung setzen.