Материаловеды из Германии, Сингапура и США предложили использовать галлий вблизи точки затвердевания в качестве клея для широкого спектра применений — от робототехники до перемещения биологических образцов. Ученые показали, что адгезивные свойства металла легко переключаются простым нагреванием. Работа опубликована в журнале Advanced Materials, кратко о ней сообщает пресс-релиз Общества Макса Планка.

Галлий — серебристый металл из подгруппы бора, известный своей очень низкой температурой плавления. Несмотря на то, что при комнатной температуре он представляет собой твердое вещество, его легко растопить просто взяв в руку. Этим свойством и воспользовались материаловеды в новой работе.

Ученые собрали держатель, представлявший собой цилиндрическую деталь из полимера, снабженную элементом Пельтье (для нагрева и охлаждения) и смоченную в галлии. Адгезионные свойства материала исследователи протестировали на поверхностях из золота, пластика и стекла, неровных и гладких, сухих и влажных. Для захвата тестовых объектов галлий расплавляли, приводили в контакт с поверхностью и остужали до 23°C. Для высвобождения галлий просто нагревали до температуры выше 30°C — температуры его плавления. По словам авторов, даже под водой прочность захвата была достаточной для широкого спектра применений, хотя и не такой надежной, как для сухих поверхностей.

По словам авторов, в отличие от большинства адгезивов, галлий может быть использован многократно, а также обладает высокой прочностью и электропроводностью. Среди возможных применений материаловеды предлагают создать робота, способного подниматься на опоры ветрогенераторов для обслуживания. По задумке, устройство может использовать галлий для закрепления на опорах и перемещения вверх по ним, расплавляя и отверждая вещество. Вместо элементов Пельтье робот может использовать нагрев с помощью джоулева тепла от электрического тока.

Автор: Владимир Королёв