Hợp kim indium - gallium lỏng ở nhiệt độ phòng có thể tạo ra các mạch điện bao gồm dây và switch.

Trong nỗ lực tạo ra một loại thiết bị điện tử có cơ chế ngoại hình tự nhiên và cảm nhận mềm mại, các kỹ sư khoa Cơ khí thuộc Đại học Carnegie Mellon đang phát triển một loại bóng bán dẫn từ hợp kim indium và gallium dạng lỏng ở nhiệt độ phòng.

Tiềm năng ứng dụng của công nghệ này là rất hứa hẹn, từ thiết bị theo dõi bênh tương thích sinh học cho đến các loại robot biến đổi hình dạng trong tương lai.

Ví dụ duy nhất gần đây của thiết bị điện tử thể lỏng là các bộ ngắt mạch siêu nhỏ (microswitches) được làm bằng các ống thủy tinh tí hon với một hạt thủy ngân bên trong. Khi nó lăn giữa hai dây thì sẽ đóng mở công tắc một cách tự động.

Về cơ bản, bóng bán dẫn dạng lỏng là một bộ chuyển đổi phức tạp hơn nhiều, được làm bằng các hợp kim kim loại lỏng không độc hại cho con người. Vì vậy người ta có thể bơm nó vào cao su để tạo ra các mạch điện tử mềm và co giãn được.

Không giống công tắc thủy ngân có khả năng đóng mở mạch khi lọ bị nghiêng, bóng bán dẫn thể lỏng hoạt động bằng cách sử dụng điện áp để mở và đóng kết nối giữa các giọt kim loại. Khi nó chảy theo một hướng, các giọt kim loại gặp nhau và mạch sẽ đóng lại. Còn khi chảy theo các hướng khác nhau, mạch được mở ra.

Các nhà nghiên cứu Carmel Majidi và James Wissman tại Phòng thí nghiệm máy móc tinh vi ở Carnegie Mellon nói rằng việc đóng mở luân phiên này giúp công tắc hoạt động như một linh kiện bán dẫn nhờ vào hiện tượng mao dẫn. Điểm khó ở đây là tính thiếu ổn định của kim loại sẽ làm các giọt chuyển từ 2 về một và trở lại liền mạch.

Bằng cách kiểm tra các giọt nhỏ trong dung dịch natri hydroxit, các kỹ sư nhận thấy có một mối quan hệ giữa điện áp và phản ứng điện hóa khi điện áp  biến thiên tuyến tính trong quá trình bề mặt giọt kim loại bị oxy hóa. Điều này tạo ra sự thay đổi độ căng bề mặt và tách giọt kim loại làm hai. Quan trọng hơn là “công tắc” kim loại trong trường hợp này đã hoạt động như một bóng bán dẫn.

Bóng bán dẫn chất lỏng mới mở ra tiềm năng về các loại máy tính nhỏ gọn dạng lỏng tương thích sinh học và có thể giao tiếp trực tiếp với các mô của cơ thể. Nó sẽ hoạt động như một công cụ theo dõi bệnh trạng hoặc giúp bệnh nhân đột quỵ khôi phục chức năng não. Ngoài ra, các mạch điện tử chất lỏng còn cho phép tái cấu trúc các loại vật liệu nhằm thay đổi chức năng của chúng hoặc tránh các khu vực hư hỏng.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Science.

Theo NewAtlas

BÌNH LUẬN

Please enter your comment!
Please enter your name here