Рубрики Обычно, если требуется надежно скрепить две металлические детали, используется или сварка, или пайка в зависимости от размеров деталей и от вида материала, из которого они изготовлены. В обоих случаях металлические детали подвергаются воздействию высокой температуры, что может вызвать повреждения, в случае электроники, и даже стать причиной взрывов, к примеру, при сварке газовых труб. Для замены сварки в особо критических случаях ученые из Северо-восточного университета в Бостоне разработали MesoGlue, уникальный клеящий состав, способный связать металлические детали с деталями из других материалов и который работает при комнатной температуре.
Разработанный группой, возглавляемой профессором Хэнкэном Хуанем (Hanchen Huang), MesoGlue состоит из микроскопических сфер, имеющих металлическое ядро. Внешние оболочки некоторых из этих микросфер покрыты индием, а поверхность других покрыта слоем галлия. Когда слой клея оказывается зажатым между двумя склеиваемыми поверхностями, сферы, покрытые индием, группируются возле одной поверхности, а сферы, покрытые галлием — возле другой. В обоих случаях, наносферы формируют на поверхности нечто, напоминающее гребешок расчески.
«Если вы берете две расчески и начинаете их соединять, зубцы их гребешков плотно входят друг в друга» — объясняет Пол Элиот (Paul Elliott), один из исследователей, — «Практически такой же процесс происходит и с нашим клеем. «Зубцы» из наносфер расположены достаточно плотно, тем не менее, они достаточно хорошо входят друг в друга, обеспечивая высокое качество склейки».
Когда индий и галлий входят в контакт, они формируют сплав, который обволакивает металлические ядра всех наносфер и формирует из этого всего цельный слой. В результате получается клеевое соединение, которое по прочности сопоставимо со сварочным швом или с пайкой. В отличие от других полимерных клеев, клей MesoGlue обладает высокой тепловой и электрической проводимостью, на прочность клеевого соединения не влияет ни высокая температура, ни повышенная влажность, а для формирования надежного соединения требуется применение не очень сильного давления.
«Металлический клей имеет практически неограниченное поле применения, в основном, в области электроники» — рассказывает профессор Хуань, — «Являясь превосходным проводником тепла, клей может выполнять функцию теплопроводной пасты. А высокая электрическая проводимость позволит использовать клей MesoGlue в качестве замены припоя там, где воздействие тепла на скрепляемые детали нежелательно или недопустимо. Клей MesoGlue может использоваться в производстве солнечных батарей, компонентов вычислительной техники и мобильной электроники».
«Сейчас мы работаем над превращением клея MesoGlue в жидкость, которую можно будет паковать в традиционные тюбики. И после этого процедура его использования ничем не будет отличаться от использования любого другого клея» — рассказывает Пол Элиот.