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    Regarde maman, pas de mains :les chercheurs utilisent l'aspirateur pour modeler les mains libres du métal liquide

    Les ingénieurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont utilisé le vide pour créer un système plus efficace, méthode mains libres pour remplir des microcanaux complexes avec du métal liquide. Leurs travaux abordent deux des difficultés les plus courantes dans la création de microcanaux remplis de métal liquide et peuvent permettre une utilisation plus large des métaux liquides dans les applications électroniques et microfluidiques.

    Les métaux liquides sont prometteurs car doux, composants électriques extensibles tels que les antennes, circuits, électrodes et fils. Ces applications nécessitent souvent la capacité de modeler le métal liquide dans des formes différentes et parfois compliquées à des échelles inférieures à 100 microns, ou la largeur d'un cheveu humain. Ceci est accompli en poussant le métal liquide dans des microcanaux - petits, creux, structures en forme de tube dans un matériau élastomère flexible. La méthode la plus courante pour créer ces modèles est l'injection, qui pousse le métal dans les canaux via un petit trou, ou entrée.

    Cependant, l'injection présente deux inconvénients particuliers. D'abord, la pression requise pour pousser le métal dans le microcanal peut provoquer la rupture et la fuite des canaux. Seconde, remplir complètement le canal, l'air emprisonné à l'intérieur doit avoir un moyen de s'échapper. Cela signifie que chaque canal doit avoir deux ouvertures - une entrée et une sortie - qui occupent un espace supplémentaire et peuvent provoquer une déformation des microcanaux au niveau du site de sortie.

    "L'utilisation du vide nous permet de résoudre ces deux problèmes, " dit Michael Dickey, professeur de génie chimique et biomoléculaire à NC State et auteur correspondant d'un article décrivant le travail. "Nous plaçons une goutte de métal liquide au-dessus de l'entrée et exposons l'élastomère au vide. L'air s'échappe du microcanal à travers la goutte de métal liquide recouvrant l'entrée, ou à travers les parois des canaux eux-mêmes. Lorsque l'élastomère est à nouveau exposé à l'atmosphère, le métal est poussé dans les microcanaux."

    Pour tester l'efficacité de l'approche, Dickey et son équipe ont créé un "labyrinthe" de microcanaux au sein du poly(diméthylsiloxane), ou PDMS, un élastomère de silicium couramment utilisé dans les applications microfluidiques. Les microcanaux mesuraient 100 microns de large et 50 microns de haut, avec de petites sections, nombreuses succursales, et de nombreuses impasses. La petite échelle et l'espace limité signifiaient qu'il n'y avait qu'une seule entrée et pas de place pour perforer les sorties pour que l'air s'échappe. Ensuite, ils ont placé une goutte du métal liquide EEncore, un mélange de gallium et d'indium, au-dessus de l'entrée et l'exposez au vide.

    "En utilisant le vide, nous avons constaté que les canaux se remplissaient complètement de moins de défauts par rapport à la méthode d'injection, et sans besoin de débouchés, " dit Dickey.

    Le papier, "Remplissage sous vide de microcanaux complexes avec du métal liquide, " apparaît dans Laboratoire sur puce .


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