液体金属入りシリコーン、熱伝導率40倍 バージニア工科大学が開発

バージニア工科大学の大学院生が、未硬化のPDMSシリコーンに共晶ガリウム・インジウムを混ぜ込んだ。この金属はガリウム約3に対しインジウム約1の割合で、室温で液体として存在する。混合物はスラブ状に注型され、シリンジ供給式のプリンターで印刷され、熱を導く用途に用いられた。

同大学のSoft Materials and Structures Labによると、液滴は複合材に柔軟な弾性と極めて高い靱性を与え、電気回路を自律的に自己修復するという。液滴の直径はおよそ10〜100マイクロメートル。約1時間オーブンで加熱すると、シリコーンはゲルから固体へと変わり、液滴は液体のまま保たれる。押出速度とプリントベッド速度の比を制御する設定が液滴の形状を決める。

2025年に『Advanced Functional Materials』に掲載された論文では、印刷された複合材の液滴方向に沿った熱伝導率が9.9 W/mKとされ、未充填シリコーンの約40倍に達した。2024年の『Additive Manufacturing』の論文は、酸化皮膜が液滴形状の再構成と保持に重要な役割を果たすと述べている。

注型したスラブに線を押し付けると液滴が融合して導電トラックとなり、小さなLEDを点灯させた。トラックをカミソリで切断し、切断部付近を押すとLEDの淡い点灯が回復した。研究に携わったHugh Grennan氏は、切断や穿孔によって経路が再形成され、液体金属がその中を流れると説明する。

映像は同大学の新センター・先端製造拠点VT MADEで撮影された。研究内容はtomshardware.comが伝えている。