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L’inchiostro magnetico che aggiusta i circuiti

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inchiostro magnetico

(Credits: Jacobs School of Engineering/UC San Diego)

Un team di ricercatori della University of California San Diego ha sviluppato un innovativo inchiostro, composto da micro-particelle, che si orientano in base al campo magnetico in cui sono immerse. Che farne? L’inchiostro magnetico è magico, spiegano i ricercatori, perché può essere utilizzato per costruire batterie, sensori elettrochimici e circuiti elettrici in grado di auto-ripararsi senza l’intervento di un essere umano.

Nello studio [2], pubblicato su Science Advances, gli scienziati hanno spiegato come l’inchiostro può essere utilizzato, ad esempio, per riparare uno strappo in un circuito stampato con l’inhciostro stesso: essendo magneticamente attratte le une alle altre, infatti, le particelle che si trovano da entrambi i lati dello strappo tenderanno a riunirsi, facendo sì che il circuito si auto-aggiusti. L’inchiostro è in grado di riparare strappi larghi fino a 3mm, un record, fino ad ora, nel campo dei circuiti auto-riparabili.

Le micro-particelle sono composte di neodimio, un metallo particolarmente soffice, di colore argentato. Queste particelle hanno la particolare caratteristica di generare un campo magnetico molto più grande delle loro dimensioni, oltre ad essere in grado di condurre elettricità ed essere relativamente economiche. Tuttavia, quando nella loro configurazione naturale, i campi magnetici delle particelle tendono ad annullarsi a vicenda. Per risolvere il problema, i ricercatori hanno aggiunto un campo magnetico esterno che fa sì che le particelle si comportino come un magnete permanente con due poli opposti alla fine di ogni circuito. In questo modo, quando il circuito viene tagliato, le due metà si comportano come magneti di poli opposti, che tendono quindi a riunirsi.

I ricercatori hanno utilizzato l’inchiostro per realizzare batterie, sensori elettrochimici e altri tipi di circuiti e li hanno poi danneggiati tagliandoli e separandone i pezzi. Tutti i circuiti si sono auto-riparati e hanno ripreso a funzionare perdendo solamente una quantità minima di conduttività.

inchiostro

(Credits: Jacobs School of Engineering/UC San Diego)

“La nostra ricerca è estremamente promettente per un gran numero di apparecchi elettronici che hanno lunga vita,” ha spiegato Joseph Wang [3], autore principale dello studio, aggiungendo che gli apparecchi auto-riparabili disponibili al momento hanno solitamente bisogno di un innesco esterno che da origine al processo di riparazione. Essi impiegano inoltre un intervallo di tempo che va dai pochi minuti a diversi giorni per rendere l’apparecchio nuovamente utilizzabile. Il sistema sviluppato da Wang e il suo team, invece, non ha bisogno di alcun agente esterno per funzionare, ed è in grado di riparare il danno in circa 50 millisecondi.

Riferimenti: Science Advances [2]


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