Nestemäisiä metalleja elektroniikalle

RMIT Universityn tutkijat ovat asettaneet perustan siirtää puolijohde-elektroniikka kohti joustavia ja dynaamisesti muunneltavia pehmeitä piirijärjestelmiä.

Tutkijoiden unelma on pystyä luomaan todella elastisia elektroniikkakomponentteja - pehmeitä piirijärjestelmiä, jotka voivat toimia kuten elävät solut, jotka liikkuvat itsenäisesti ja kommunikoivat toistensa kanssa muodostaen uusia piirejä sen sijaan, että ovat juuttuneet yhteen järjestelyyn.

Nestemäiset metallit, erityisesti myrkyttömät galliumseokset, ovat toistaiseksi tarjonneet lupaavimman polun realisoida, tätä unelmaa.

Sen lisäksi, että ovat uskomattoman muokattava, jokainen pisara nestemäistä metallia sisältää hyvin johtavan metallisen ytimen ja atomisen ohuen puolijohtavan oksidi-ihon.

Selvittääkseen, miten mahdollistaa nestemäisen metallin liikkua itsenäisesti, RMIT:n tutkijat upottivat nestemäisen metallin pisaroita veteen. Selvisi, että veden kemian säätäminen saa nestemäisen metallin pisarat liikkuviksi ja muuttamaan muotoaan, ilman ulkoisten mekaanisien, elektronisien tai optisten stimulointien tarvetta.

Tätä löytöä käyttäen tutkijat pystyivät luomaan liikkuvia kohteita, kytkimiä ja pumppuja, jotka voivat toimia itsenäisesti. Tutkimus asettaa perustan hyödyntää "elektronisia" nestemäisiä metalleja, joista voisi tehdä kolmiulotteisia elektronisia näyttöjä ja komponentteja tarpeen mukaan.

Duke Universityn tutkijat ovat puolestaan tuottaneet gallium nanohiukkasia, jotka ovat sekä kiinteitä että nestemäisiä ja olevan myös vakaita laajalla 500 asteen alueella (57 - 527 Celsiusta).

Tämä on ensimmäinen kerta, kun näin vakaiden faasien rinnakkaiselon ilmiö nanomittakaavassa on koskaan suoraan havainnoitu.

Näiden uudenlaisten nanopartikkelien erikoislaatuista vuorovaikutusta valon ja elektronin atomitasolla voitaisiin hyödyntää plasmonisessa teknologiassa. Osittain kiinteistä, osittain nestemäisistä nanohiukkasten faasista voisi olla hyötyä ultraviolettiantureille, valoilmaisimille ja molekyylitason antureille.