Suave, materiais elásticos que também são eletricamente condutores são difíceis de encontrar. É ainda mais difícil criar um circuito que resista a danos, indo tão longe a ponto de se curar. Para pesquisadores da Carnegie Mellon University, Contudo, esse tipo de inovação é apenas mais um dia no escritório.

Em dois artigos publicados recentemente, equipes de pesquisadores da CMU deram passos largos em eletrônicos vestíveis e outras máquinas macias. O Soft Machines Lab (SML) da Carmel Majidi trabalha há muito tempo nesta área, e esses dois papéis refletem isso.

Anteriormente em 2018, Majidi, um professor associado de engenharia mecânica, e sua equipe criou um circuito que foi capaz de se auto-regenerar eletricamente, isto é, ele poderia continuar a funcionar mesmo depois que os caminhos principais fossem cortados ou danificados. Agora, eles criaram um material feito de metal líquido que também é capaz de reparar fisicamente os danos. Quando duas peças de compósitos de metal líquido elétrico são colocadas juntas, eles podem se fundir da mesma forma que a pele cicatriza após um corte. Essa inovação permite que os circuitos resistam a mais danos porque eles podem simplesmente repará-los.

A SML alcançou esses avanços usando um metal líquido feito de liga de gálio e índio. Este metal é mais seguro do que outros metais líquidos como o mercúrio, autores dizem. Essas descobertas permitem que a tecnologia seja expandida para outros polímeros, incluindo géis. Isso amplia o alcance - e o efeito - de suas pesquisas. Na verdade, circuitos feitos com metais líquidos podem ser apagados e redesenhados, tornando-os altamente adaptáveis.

Esses novos materiais também podem ser impressos em 3D. Sarah Bergbreiter, um professor de engenharia mecânica, trabalhou com Majidi e SML para imprimir esses materiais usando um novo processo de fabricação. A criação de estruturas 3-D desses circuitos autocuráveis ​​e regraváveis ​​expandirá amplamente a gama de aplicações.

Uma dessas aplicações é a captação de energia. A energia pode ser gerada usando eletricidade do contato entre duas superfícies. Imagine, por exemplo, a eletricidade que faz seu cabelo se arrepiar quando você esfrega um balão nele. Este mesmo princípio pode ser aplicado a eletrônicos vestíveis, permitindo que eles colham energia do movimento humano.

Embora a base teórica esteja lá, esta é a primeira vez que alguém consegue fazer funcionar usando o composto. O que mais, metais líquidos são altamente condutores, para que possam produzir facilmente grandes quantidades de energia. E, porque os eletrônicos são macios e extensíveis, eles podem ser facilmente integrados às roupas.

Quando a equipe de Majidi adicionou o material a um short esportivo, eles foram capazes de coletar energia suficiente do movimento do usuário para alimentar um sensor higrotermômetro com display digital (um pequeno dispositivo de computação vestível).

As aplicações desta pesquisa são de longo alcance. Os autores dizem que seus usos podem incluir robótica bioinspirada, interação homem-máquina, computação vestível, e células solares. Essa robótica suave será altamente adaptável e durável, permitindo uma ampla gama de aplicações.

O papel, intitulado "Montagem controlada de inclusões de metal líquido como uma abordagem geral para compósitos multifuncionais, "foi publicado em Materiais avançados .