Circuitos elétricos se autoconsertam com metal líquido

Circuitos elétricos se autoconsertam com metal líquido

This shows self-healing electronics. Microcapsules full of liquid metal sit atop a gold circuit. (Top) When the circuit is broken, the microcapsules rupture (center), filling in the crack and restoring the circuit (bottom).[Imagem: Scott R. White]

Auto-reparo elétrico

Engenheiros da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, desenvolveram um mecanismo que permite que circuitos elétricos ou eletrônicos consertem fisicamente a si mesmos em caso de falha.

Os circuitos integrados, e os fios que os conectam, estão cada vez menores.

Não apenas o tempo, mas também a fadiga térmica, que leva a sucessivas ondas de expansão-contração, faz com que essas conexões metálicas trinquem, inutilizando todo o circuito e, muitas vezes, o equipamento inteiro.

“Em vez de ter que fabricar circuitos redundantes, ou construir um sistema de diagnóstico, este material foi projetado para cuidar sozinho do problema,” diz o professor Jeffrey Moore, um dos idealizadores do sistema de autoconserto.

Restaurando a condutividade

A equipe havia anteriormente desenvolvido um sistema de autocicatrização que imita a pele humana, mas que funciona apenas para polímeros.

Agora eles conseguiram expandir a técnica para materiais condutores.

Os pesquisadores dispersaram cápsulas com tamanho médio de 10 micrômetros sobre os fios de um circuito eletrônico, que foi sendo gradativamente puxado, forçando a criação de uma trinca.

Conforme a trinca se propaga, as microcápsulas se quebram e liberam o metal líquido (uma solução com nanopartículas de índio e gálio) contido em seu interior. O metal preenche a fissura no circuito, restaurando a condutividade elétrica.

Esse conceito, de microcápsulas que se rompem, já é largamente utilizado emmateriais autocicatrizantes, inclusive em metais que se curam sozinhos de arranhões, mas sempre com objetivos estruturais – o objetivo aqui é a restauração da condutividade.

A quebra do fio interrompeu o circuito por apenas alguns microssegundos, enquanto o metal líquido preenchia a falha.

Nos experimentos, 90% das amostras recuperaram 99% de sua capacidade de condução elétrica.

Aplicações elétricas

Embora os pesquisadores se refiram a aplicações de sua técnica em circuitos eletrônicos, as cápsulas são grandes demais para os circuitos integrados, cujostransistores e suas interconexões têm dimensões na escala dos nanômetros – 1.000 vezes menores do que as cápsulas usadas.

Mas o enfoque é interessante para circuitos elétricos propriamente ditos, como fiações em satélites artificiais, naves e sondas espaciaisaviões, ou mesmo emautomóveis, onde uma interrupção pode ser catastrófica ou cara demais para ser consertada.

Os eletrodos de baterias são outro campo natural de aplicação da nova tecnologia.

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