Eletrônica metamórfica

Metais líquidos abrem caminho para eletrônica metamórfica

Redação do Site Inovação Tecnológica -  05/08/2016

 A gota de metal líquido possui uma camada atômica semicondutora em sua superfície (em cima). Embaixo, um dos aparatos experimentais usados para demonstrar a técnica. [Imagem: Ali Zavabeti et al. - 10.1038/ncomms12402]

Eletrônica de estado maleável

Construir um robô metamórfico de metal líquido, como o T-1000 da série Exterminador do Futuro, ainda pode estar longe no horizonte, mas ir além da eletrônica de estado sólido, chegando a circuitos flexíveis e macios e dinamicamente reconfiguráveis, está um pouco mais perto.

Toda a tecnologia eletrônica, dos rádios aos celulares e computadores, se baseia em circuitos que usam componentes de estado sólido, com trilhas metálicas fixas entre componentes semicondutores igualmente rígidos.

Mas os engenheiros sonham em criar componentes eletrônicos verdadeiramente elásticos - circuitos que possam atuar de forma mais parecida com células vivas, movendo-se de forma controlada ou autônoma para formar novos circuitos conforme a necessidade, em vez de ficarem eternamente presos aos objetivos para os quais foram inicialmente construídos.

Os metais líquidos, em especial as ligas não-tóxicas de gálio, têm-se mostrado o caminho mais promissor para realizar esse sonho. Além de serem extremamente maleáveis, cada gota de metal líquido contém um núcleo metálico altamente condutor e uma película de óxido semicondutor atomicamente fina - todos os elementos necessários para fazer os circuitos eletrônicos da próxima geração.

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Metais líquidos eletrônicos

 [Imagem: Ali Zavabeti et al. - 10.1038/ncomms12402]

Ali Zavabeti, do Instituto Real de Tecnologia de Melbourne, na Austrália, começou mergulhando pequenas gotas de metal líquido em água. Ele descobriu que colocar gotículas em outro líquido com um teor iônico quebra a simetria entre essas gotículas, permitindo que elas se movimentem livremente em três dimensões.

"Simplesmente ajustar a química da água faz as gotas de metal líquido moverem-se e mudarem de forma, sem qualquer necessidade de estimulantes mecânicos, eletrônicos ou ópticos externos. Usando esta descoberta, conseguimos criar objetos que se movem, interruptores e bombas que podem operar de forma autônoma - metais líquidos autopropelidos acionados pela composição do líquido circundante," explicou seu professor Kourosh Kalantar-zadeh.

A equipe também conseguiu decifrar como as cargas elétricas que se acumulam sobre a superfície das gotículas de metal líquido, em conjunto com a sua película de óxido semicondutor, podem ser manipuladas e utilizadas, o que permitirá a construção dos primeiros circuitos lógicos.

Embora muito trabalho ainda tenha que ser feito, a pesquisa estabelece as bases para o uso de "metais líquidos eletrônicos" para fazer telas e outros componentes eletrônicos 3D conforme a necessidade, além de circuitos metamórficos, que possam ser reconfigurados para outras funções depois de terem sido fabricados.

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Bibliografia:

Ionic imbalance induced self-propulsion of liquid metals
Ali Zavabeti, Torben Daeneke, Adam F. Chrimes, Anthony P. O’Mullane, Jian Zhen Ou, Arnan Mitchell, Khashayar Khoshmanesh, Kourosh Kalantar-zadeh
Nature Communications
Vol.: 7, Article number: 12402
DOI: 10.1038/ncomms12402