Los ingenieros de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han utilizado la aspiradora para crear un método manos libres para el llenado de microcanales complejos con metal líquido. Su trabajo aborda dos de las dificultades más comunes en la creación de microcanales llenos de metal líquido y puede permitir un uso más amplio de metales líquidos en aplicaciones electrónicas y microfluídicas.

Los metales líquidos son prometedores como blandos, componentes eléctricos extensibles como antenas, circuitos, electrodos y alambres. Estas aplicaciones a menudo requieren la capacidad de modelar el metal líquido en formas diferentes y a veces complicadas a escalas menores de 100 micrones. o el ancho de un cabello humano. Esto se logra empujando el metal líquido en microcanales:pequeños, hueco, estructuras en forma de tubo dentro de un material elastomérico flexible. El método más común para crear estos patrones es la inyección, que empuja el metal hacia los canales a través de un pequeño orificio, o entrada.

Sin embargo, La inyección tiene dos inconvenientes específicos. Primero, la presión requerida para empujar el metal hacia el microcanal puede hacer que los canales se rompan y tengan fugas. Segundo, para llenar completamente el canal, el aire atrapado en su interior debe tener un medio de escape. Eso significa que cada canal debe tener dos aberturas, una entrada y una salida, que ocupan espacio adicional y pueden causar la deformación del microcanal en el sitio de salida.

"Utilizar el vacío nos permite resolver estos dos problemas, "dice Michael Dickey, profesor de ingeniería química y biomolecular en NC State y autor correspondiente de un artículo que describe el trabajo. "Colocamos una gota de metal líquido encima de la entrada y exponemos el elastómero al vacío. El aire escapa del microcanal a través de la gota de metal líquido que cubre la entrada, oa través de las paredes de los propios canales. Cuando el elastómero se vuelve a exponer a la atmósfera, el metal es empujado hacia los microcanales ".

Para probar la eficacia del enfoque, Dickey y su equipo crearon un "laberinto" de microcanales dentro del poli (dimetilsiloxano), o PDMS, un elastómero de silicio comúnmente utilizado en aplicaciones de microfluidos. Los microcanales tenían 100 micrones de ancho y 50 micrones de alto, con pequeñas secciones transversales, numerosas ramas, y muchos callejones sin salida. La pequeña escala y el espacio limitado significaban que solo había una entrada y no había espacio para perforar salidas para que el aire escapara. Luego colocaron una gota del metal líquido EGain, una mezcla de galio e indio, en la parte superior de la entrada y exponerlo al vacío.

"Al usar el vacío, descubrimos que los canales se llenaron completamente con menos defectos en comparación con el método de inyección, y sin necesidad de enchufes, "dice Dickey.

El papel, "Llenado al vacío de microcanales complejos con metal líquido, " aparece en Laboratorio en un chip .