سبيكة سائلة داخل السيليكون تنقل الحرارة وتصلح دوائرها

دمج طالب دراسات عليا في جامعة فرجينيا تك مزيجاً من الغاليوم-إنديوم (eutectic gallium-indium) في سيليكون PDMS غير المعالج، ثم صُبّ الخليط في قالب وطُبع بطابعة تعمل بالمحقنة، واستُخدم لتوجيه الحرارة، وفقاً لما نشره موقع tomshardware.com.

المعدن المستخدم يتكوّن من نحو ثلاثة أجزاء غاليوم وجزء واحد إنديوم، وهو سائل في درجة حرارة الغرفة. وتتراوح قطرات المعدن داخل المركّب بين 10 و100 ميكرون، بحسب ما يذكره موقع مختبر المواد والهياكل اللينة (Soft Materials and Structures Lab).

يستغرق تحويل السيليكون من هلام إلى صلب نحو ساعة داخل الفرن، بينما تبقى القطرات سائلة. ويتحدد شكل القطرات عبر إعداد يضبط نسبة سرعة البثق إلى سرعة طاولة الطباعة.

توصيل حراري أعلى 40 مرة

ذكرت ورقة بحثية نُشرت عام 2025 في دورية Advanced Functional Materials أن الموصلية الحرارية للمركّب المطبوع في اتجاه القطرات بلغت 9.9 واط/متر·كلفن، أي نحو 40 ضعف موصلية السيليكون غير المحشو. وأوضحت ورقة أخرى من عام 2024 في دورية Additive Manufacturing أن طبقة الأكسيد السطحية تؤدي دوراً محورياً في إعادة تشكيل القطرات والحفاظ على شكلها.

وعند الضغط على خط في القالب المصبوب اندمجت القطرات في مسار موصل أضاء مصباح LED صغيراً. وبعد قطع المسار بشفرة حلاقة والضغط قرب القطع، عاد المصباح إلى الإضاءة بشكل خافت. وقال غرينان إن القطع أو الثقب يعيد تشكيل المسارات ويتدفق المعدن السائل عبرها.

صُوّر الفيديو في VT MADE، المركز الجديد للتصنيع المتقدم في الجامعة. وفي سياق متصل، تستخدم بطاقة إنفيديا GeForce RTX 5090 Founders Edition سبيكة غاليوم بدلاً من المعجون الحراري.