«Soñaban con encontrar una manera mejor de pegar cosas.» Así nació la start-up de la Universidad Northeastern (Boston, Massachusetts) MesoGlue, creada por Hanchen Huang y dos de sus estudiantes de doctorado.
Esas «cosas» son de todo tipo, desde la CPU de una computadora y una placa de circuito impreso hasta el vidrio y el filamento de metal de una bombilla. La «manera» de pegarlos es, sorprendentemente, una cola hecha de metal que cuaja a temperatura ambiente y requiere muy poca presión para sellar. «Es como una soldadura, pero sin el calor», dice Huang, que es profesor y director del Departamento de Ingeniería Mecánica e Industrial, en la información de la universidad.
En un nuevo artículo, publicado en la edición de enero de Advanced Materials & Processes, Huang y sus colegas describen sus últimos avances en el desarrollo del pegamento. ¿Soldar sin calor? Huang da más detalles.
«Tanto metal como pegamento son términos familiares para la mayoría de la gente, pero su combinación es nueva y posible gracias a las propiedades únicas de nanovarillas infinitesimalmente pequeñas con núcleos de metal que hemos recubierto con el elemento indio en un lado y galio en el otro», explica.
«Estas barras revestidas se disponen a lo largo de un sustrato como dientes sobre un peine inclinado: Hay un peine abajo y uno arriba. Entonces entrelazamos los dientes. Cuando el indio y galio se tocan, forman un líquido. El núcleo de metal de las varillas actúa para transformar el líquido en un sólido. El pegamento resultante proporciona la fuerza y la conductancia térmica/eléctrica de un enlace metálico. Recientemente recibimos una nueva patente provisional para este desarrollo a través de la universidad».
Propiedades
Sobre las propiedades de la cola, explica Huang: «El pegamento de polímero estándar no funciona a altas temperaturas o altas presiones, pero la cola metálica sí. El pegamento estándar no es un buen conductor de calor y/o electricidad, pero la cola metálica sí. Además, el pegamento estándar no es muy resistente a las fugas de aire o de gas, pero el pegamento metálico sí».
«Procesos calientes como la soldadura pueden dar como resultado conexiones metálicas similares a las producidos con el pegamento metálico, pero cuestan mucho más. Además, la alta temperatura necesaria para estos procesos tiene efectos perjudiciales sobre componentes vecinos, tales como uniones en dispositivos semiconductores. Tales efectos pueden acelerar los fallos y no sólo aumentar el coste sino también resultar peligrosos para los usuarios».
En cuanto a las aplicaciones, señala Huang: «Tiene múltiples aplicaciones, muchas de ellas en la industria electrónica. Como conductor de calor, puede reemplazar la grasa térmica que se utiliza actualmente, y como conductor eléctrico, puede reemplazar las soldaduras actuales. Productos concretos podrían ser células solares, instalaciones de tuberías y componentes para computadoras y dispositivos móviles».
Referencia bibliográfica:
Stephen Stagon, Alex Knapp, Paul Elliott y Hanchen Huang. Metallic Glue for Ambient Environments Making Strides. Advanced Materials & Processes (2016).