Jak říká chemický inženýr Michael Dickey z americké North Carolina State University, věci, které účinně brání průchodu plynů, mají tendenci být pevné a tuhé. A věci, které jsou pružné a elastické, zase bývají pro plyny obstojně průchodné. Dickey a jeho kolegové se pustili proti proudu a přišli s převratným elastickým materiálem, který je prakticky neprostupný pro plyny a kapaliny.
Zmíněný materiál je založený na „kapalném kovu,“ eutektické slitině gallia a india (EGaIn). Taková slitina má bod tání nižší, než jsou body tání jejích složek. V tomto případě je slitina EGaIn kapalná při pokojové teplotě. Dickey a spol. vytvořili ze slitiny tenký film a obalili ho elastickým polymerem. Vnitřní povrch polymeru je pokryt skleněnými mikrokuličkami, které udržují kapalný film EGaIn v rovnoměrném uspořádání.
Výsledkem je obalový materiál s vrstvou kapalného kovu, který nepropustí kapalinu ani plyn. Badatelé následně otestovali schopnost nového materiálu udržet kapalinu a kyslík. V experimentech nenaměřili žádné úniky kapaliny ani kyslíku.
Pokud jde o finanční náklady, badatelé připouštějí, že kapalné kovy bývají velice drahé. V této chvíli by jediný obal EGaIn běžné velikosti stál několik dolarů. Zároveň jsou ale optimističtí a věří, že technologii ještě vyladí – například ztenčením filmu z materiálu EGaIn, což by výsledný produkt zlevnilo.
Tvůrci materiálu v současné době řeší pozoruhodný problém. Vymýšlejí postup, kterým by zjistili, jestli EGaIn není ještě podstatně účinnější bariérou, než se jim podařilo prokázat. Jak přiznává Dickey, s jejich experimentálním vybavením narazili na limity přístrojů. Současně hledají partnery v průmyslu, s nimiž by materiál dotáhli do komerční podoby. Pokud jde o praktické využití, nabízí se ohebná elektronika a baterie, stejně jako další zařízení, v nichž je nutné bránit průchodu kapalin nebo kyslíku.
Video: How A Liquid Metal Could Transform Soft Electronics with Michael Dickey
Literatura
Průlomová kapalná kovová baterie pracuje v pokojové teplotě
Autor: Stanislav Mihulka (08.07.2020)
Terminátorský trik: Kapalný kov rychle mění oxid uhličitý na pevný uhlík
Autor: Stanislav Mihulka (22.01.2022)
Průlomový platinový katalyzátor je kapalný při pokojové teplotě
Autor: Stanislav Mihulka (08.06.2022)
Diskuze:
Tak mě napadá jedno využití - Hadice
Miyuki Pateru,2023-02-07 12:05:58
Hadice nejde pokovit běžnou metodou, při jakémkoliv pohybu by se vrstva zničila.
A zároveň je zde problém difuze a další problémy u mnoha médií.
Například chladiva běžně unikají tímto způsobem. A zároveň je to docela velký ekologický problém.
Pak je tu další problém s difuzí vzdušného kyslíku třeba do okruhů chlazení, pokud jde o potrubí a obaly, jde v některých případech řešit vrstvou z EVOH (Ethylene Vinyl Alcohol), ale zase to nebude fungovat u různých forem gumy
nafukovaci balonek?
Xdavid Xbrazina,2023-02-06 14:40:58
ochrana pro muze? jaky je v tom rozdil? a krom toho vodiku, u ktereho je problem, co jineho projde primeroskou a timto zazracnym materialem ne?
Re: nafukovaci balonek?
Tomáš Černák,2023-02-06 14:55:35
Tak ony ty plyny projdou. Jen jim to trvá dle tloušťky materiálu a typu molekulární vazby (kovalentní, typická pro polymery je až 10x propustnější nežli kovová). Jenže v reálu to trvá dlouho, např. pouťový balonek z latexu plněný heliem, pokud se zakápne uzel, tak to trvá i týden, než viditelně zmenší objem. Kvalitní míče plněné vzduchem pak vydrží roky na prakticky stejném tlaku, pokud zakápneme ventilek (který je hlavní úniková cesta vzduchu).
Takže jsem si kladl v podstatě stejnou otázku jako ty. Ty články na oslu kolikrát svou neúplností vyvolávají mnohem více otázek, než zodpovídají. Mnohdy mi připadají spíše jako reklama - nalákat, ale nic neprozradit.
Tak pokud
Josef Cupánek,2023-02-06 11:53:42
bude neprostupný i pro vodík, tak jde opravdu o převratný materiál, který by pomohl vyřešit spoustu věcí kolem energií obecně. Něco mi ale říká, že tak jednoduché to s ním nebude.
Trochu si lámu
Tomáš Černák,2023-02-06 11:02:10
hlavu s premisou článku. Takový latex či kaučuk velmi účinně brání průchodu kapalin a plynů, pokud nejsou vodík, a jsou velmi elastické a pružné. Takže je zřejmě ještě nějaká nevyřčená vlastnost, kterou doposud známé materiály tohoto typu postrádaly, aby je bylo nutno nahrazovat komplikovanou eutektickou směsí vzácných kovů.
Re: Trochu si lámu
Tomáš Pilař,2023-02-06 13:07:35
Premisa není tak špatně. Běžné pružné materiály jsou spíš děravé protože jsou z niťovitých molekul polymerů (asi jako plsť). V běžném světě nehledáme dokonalou těsnost, ale jenom technickou takže ty díry tolik nevadí. Případů kdy opravdu vadí je docela málo. Například polyetylenový sáček je pro helium podobně propustný jako záclona, pokud má helium držet na místě, musí jít o pokovený plast. Co ale nové řešení přináší proti pokovenému plastu netuším.
Re: Re: Trochu si lámu
D@1imi1 Hrušk@,2023-02-06 14:00:06
Proč to ale tedy testovali s kyslíkem a ne třeba s tím heliem?
Jinak předpokal bych, že pokovený plast zcela flexibilní není a při ohybu budou vznikat mikroskopické defekty, což asi u kapalného kovu nehrozí.
Re: Re: Re: Trochu si lámu
Tomáš Pilař,2023-02-07 00:10:38
Pokovený plast je běžný materiál, k vidědí je u sáčků na elektroniku (např. HDD), u stříbrných pouťových balonků, u termoizolačních folií (izotermická folie v autolékárničce) a leckde jinde. Napařená vrstva kovu je tak slabá, že defekty nevznikají a zároveň funguje v širokém rozmezí teplot, to se toku kovu asi nepodaří. Položená otázka "v čem je to lepší než pokovená folie zůstává ve vzduchu"
Re: Re: Re: Re: Trochu si lámu
D@1imi1 Hrušk@,2023-02-07 01:06:36
Pokovují se plasty, které nejsou pružné - např. polypropylen. Ten je ohebný jen ve formě tenké folie. A když na té folii uděláte ostrý ohyb, zůstane v tom místě trvalý defekt. Pochybuji, že by v tom místě ohybu zůstala kovová vrstvička na mikroskopické úrovni neporušená. Příklad pokoveného pružného polymeru neznám. Takže pokud ten jejich materiál je skutečně pružný, nejen ohebný v tenké vrstvě, jde o podstatný rozdíl.
Re: Re: Re: Re: Re: Trochu si lámu
Tomáš Pilař,2023-02-08 08:21:41
Zasekli jsme se na termilogii. Máte pravdu, pokud začnem odlišovat materiály ohebné (jako plech) a pružné (jako guma), tak se pokovují jenom plasty ohebné. V běžné řeči je pružina pružná, ačkoliv je pouze ohebná. Měl jsem na mysli to že z pokovených plastů lze udělat těsné a ohebné prvky.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
