Металл на бумаге
Некоторые вещи кажутся невозможными просто на основании повседневного опыта. Однако игнорирующие его экспериментаторы иногда добиваются замечательных результатов. Так было, например, когда Андрей Гейм и Константин Новоселов научились получать атомарные слои углерода, графена, буквально на коленке, с помощью обычного скотча.
Подобный подход в лоб к давней проблеме только что реализовали пекинские физики, которые сумели покрыть листовые материалы жидкими легкоплавкими металлами. Ученые из Университета Цинхуа под руководством научного сотрудника Юань Бо (Bo Yuan) нанесли легкоплавкие соединения галлия, индия, висмута и олова сначала на пластик, а с него — на бумагу.
Раньше ученых не могли преодолеть высокое поверхностное натяжение жидких металлов, которое не дает возможности покрывать ими большинство обыденных для людей материалов. Поэтому приходилось применять разные добавки и переходные связующие слои. Однако это усложняет процесс и плохо сказывается на электрических, тепловых и механических свойствах конечного продукта.
Рецепт оказался прост. Физики сначала нанесли металлы на силиконовые листы, а затем проводили этими листами по поверхности бумаги с различными скоростями и прижимающими силами. Так удалось выбрать режимы, которые позволили сплошным слоем покрыть лист бумаги. Юань Бо утверждает, что для прилипания жидкого металла к различным несмачиваемым поверхностям нужно всего лишь подобрать оптимальное давление, при котором эффективно прилипают капли металла.
В будущем для нанесения слоев физики надеются испробовать самые разные поверхности, например металлы и керамику. Эти материалы могут послужить дешевым сырьем для различных многофункциональных конструкций, обертки товаров и мягких оригами-роботов. Проводящая электрический ток бумага сохраняет механические свойства и легко складывается в разные объемные фигуры. Она имеет память формы, поэтому из нее можно изготовить разные электронные приборы, например приемные и передающие антенны.
Оберточный материал из такой бумаги требует нанесения дополнительного покрытия, иначе металлический слой будет легко стираться при соприкосновении с ним. Сейчас инженеры заняты разработкой оборудования для массового производства. Статья об исследовании вышла в журнале Cell Reports Physical Science.