新しい弾性素材は気体や液体を通さない

弾性とガス不透過性の間には長い間トレードオフの関係があったため、これは重要なステップです。

柔らかい材料はガス透過性が高いため、伸縮性のある密閉シールを作成することが困難です。 伸縮性エレクトロニクスおよびテクノロジーで見落とされがちな側面は、それらを気密に保護するための材料の選択です。

国際研究チームは、液体金属を使用して気体や液体を通さない弾性材料を作成する技術を開発しました。

この新しい方法では、ガリウムとインジウムの共晶合金 (EGaIn) が使用されます。 共晶とは、その構成要素よりも融点が低い合金を指します。 この例では、ＥＧａＩｎは室温で液体である。 科学者らはEGaInの薄いコーティングを作成し、それを弾性ポリマーで覆った。

EGaInの液体コーティングが溜まるのを防ぐために、ガラスマイクロビーズをポリマーの内面に配置しました。 その結果、液体金属で裏打ちされた弾性バッグまたはシースがガスや液体に対して不透過性になります。

新しい材料で作られた密閉容器からどれだけの液体内容物が蒸発し、どれだけの酸素が逃げるかを測定することで、研究者らはその材料がどれほど効果的であるかを判断することができた。

共著者であり、上海交通大学の志源教授でもあるタオ・デン氏は、「この新素材では、液体も酸素も測定可能なほどの損失がないことがわかりました」と述べた。

「液体金属自体はかなり高価です。 しかし、私たちは、コストを削減するために、たとえば EGaIn 膜を薄くするなど、技術を最適化できると楽観的に考えています。 現時点では、1 つのパッケージに数ドルのコストがかかりますが、コストの最適化を試みていないため、コストを削減する道はあります。」

研究者らは、この材料がフレキシブルバッテリーなど、ガスからの保護が必要な高価値技術のパッケージングに使用できる可能性があると報告した。

この研究に関する論文の共同執筆者であり、ノースカロライナ州立大学の化学・生体分子工学のカミーユ＆ヘンリー・ドレイファス教授であるマイケル・ディッキー氏は、次のように述べています。そしてガスを通さないのです。」

「ガスの侵入を防ぐのに優れたものは、硬くて硬い傾向がありました。 そして、弾力性のあるものはガスを浸透させます。 私たちはガスの侵入を防ぎながら、望ましい弾力性を提供するものを作りました。」

研究者らは現在、その材料がこれまでに証明できた以上に効果的なバリアであるかどうかを判断するためのテストオプションを検討している。

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