Pesquisadores da Universidade de Qingdao e da Universidade de Petróleo da China demonstraram que ligas de gálio-índio em forma de microgotículas podem se fundir em redes condutoras durante a simples secagem de um filme polimérico, dispensando prensagem, laser ou aquecimento. O estudo, divulgado em 26 de fevereiro de 2026 na revista Advanced Functional Materials, aponta um caminho mais simples para a fabricação de eletrônicos extensíveis.
Como funciona
O grupo adicionou etanol a uma solução de tolueno contendo o polímero SEBS (estireno-etileno-butileno-estireno) e gotículas de liga gálio-índio. Como o etanol evapora mais rápido que o tolueno, forma-se um gradiente vertical de tensão superficial – fenômeno conhecido como efeito Marangoni. Esse gradiente puxa o etanol para cima e empurra as gotículas metálicas para o fundo, onde elas se comprimem.
À medida que o solvente seca, a distância entre as gotículas cai para a escala nanométrica. Pontes líquidas surgem entre vizinhas, gerando forças capilares que elevam a pressão local a níveis de gigapascais, suficientes para romper a fina camada de óxido que isola cada gota. O resultado é a fusão espontânea dos núcleos metálicos e a formação de uma rede eletricamente contínua, tudo a 25 °C.
Filme “Jano” com duas faces
O processo cria um filme Jano: a face inferior fica rica em metal líquido e torna-se condutora, enquanto a superior concentra polímero e age como isolante. Com apenas 17 % em volume de metal, a camada condutora atingiu 1,1 × 105 S/m. Sem etanol, a mesma formulação ficou cerca de dez milhões de vezes menos condutora.
Desempenho mecânico
Em testes de alongamento, o filme manteve a razão de resistência (R/R0) em torno de 1,5 mesmo a 1 250 % de deformação. Quando tracionado, gotículas na região superior menos densa se aproximam e se fundem, abrindo novos caminhos de corrente. Em tensões maiores, o metal líquido flui para microfissuras, preservando a continuidade elétrica ao longo de centenas de ciclos de estiramento, flexão e torção.
Janela estreita de etanol
A sinterização automática ocorre apenas dentro de uma faixa precisa de concentração de etanol. Quantidades baixas não geram fluxo Marangoni suficiente; excessos provocam separação de fases no polímero e isolam as gotículas. Dentro do intervalo ideal, o limiar de percolação caiu para menos da metade do exigido sem etanol, indicando empacotamento mais denso.
Imagem: Nanowerk https
Compatibilidade e aplicações
A estratégia funcionou também com poliuretano, SBS e ABS, desde que a diferença nas taxas de evaporação entre solvente e não solvente se mantivesse favorável. Entre as demonstrações práticas, os pesquisadores construíram:
- sensor capacitivo de deformação capaz de acompanhar movimentos de dedo, pulso, contração muscular e deglutição;
- aquecedor Joule que alcançou 100 °C com 1,0 V;
- blindagem contra interferência eletromagnética que superou padrões comerciais.
Além disso, por se basear em SEBS termoplástico, o filme pode ser triturado, redissolvido e reutilizado, favorecendo a reciclagem.
Os autores destacam que o método se vale apenas da diferença de pontos de ebulição entre dois solventes comuns, reduzindo infraestrutura e consumo energético em comparação a técnicas que exigem prensagem mecânica, laser ou aditivos especiais.
Com informações de Nanowerk
