Telset.id – Mahasiswa pascasarjana Virginia Tech, Hugh Grennan, berhasil mendemonstrasikan pencetakan 3D komposit logam cair yang mampu menghantarkan panas sekaligus listrik. Teknologi ini berpotensi mengubah cara perangkat elektronik dan perangkat wearable mengelola suhu serta jalur kelistrikannya. Demonstrasi tersebut ditampilkan dalam video berjudul “3D Printing LIQUID METAL!” di kanal YouTube 3D Printing Nerd yang dipandu Joel Telling.
Dalam video itu, Grennan mencampur eutektik galium-indium (EGaIn) ke dalam silikon polydimethylsiloxane (PDMS) yang belum dikeraskan. Ia menuangkan campuran tersebut menjadi lempengan, menekan sebuah garis di atasnya untuk menyalakan LED, lalu mengiris garis itu dengan pisau cukur untuk membuktikan material tetap konduktif. Ia kemudian mencetak material yang sama pada printer berbasis syringe untuk mengarahkan panas, bukan listrik.
Logam yang digunakan adalah eutektik galium-indium, yang oleh Grennan dijelaskan sebagai “sekitar tiga bagian galium, satu bagian indium” dan setelah dicampur menjadi “cair pada suhu ruangan.” Situs web laboratorium menyebut droplet tersebut memberikan komposit “elastisitas lembut” dan “ketangguhan ekstrem,” serta “sirkuit listrik yang menyembuhkan diri secara otonom.”
Logam tersebut dicampur ke dalam PDMS yang belum dikeraskan, yang memecahnya menjadi droplet terpisah. Setiap droplet terbungkus lapisan tipis galium oksida. Sekitar satu jam di dalam oven mengubah silikon dari gel menjadi padat, tetapi droplet di dalamnya tetap cair. Menurut Grennan dalam video tersebut, droplet-droplet itu berukuran “pada kisaran 10 hingga 100 mikron.”
Video tersebut direkam di VT MADE, “New Center for Advanced Manufacturing” milik universitas, sebuah kelompok laboratorium yang mencakup Soft Materials and Structures Lab tempat Grennan bekerja.
Printer yang digunakan adalah mesin berbasis syringe yang dibangun agar laboratorium dapat memuat komposit dan mencetak langsung dari syringe, kata Grennan. Bentuk droplet ditentukan oleh pengaturan yang mengontrol rasio kecepatan komposit keluar dari nozzle dibandingkan kecepatan pergerakan print bed. Pemilihan yang tepat akan meregangkan droplet bulat menjadi panjang dan tipis. Peregangan droplet memungkinkan panas mengalir sepanjang sumbu panjang masing-masing droplet, “menjauh dari sumber panas menuju heat sink,” ujar Grennan.
Saat ditanya soal penggunaannya, ia menyebut heat sink kustom dan perangkat wearable yang dapat diregangkan. Sebuah makalah tahun 2025 di Advanced Functional Materials yang ditulis bersama Michael Bartlett, associate professor teknik mesin yang memimpin laboratorium tersebut, mencatat konduktivitas termal komposit cetak sepanjang arah droplet sebesar 9,9 W/mK, sekitar 40 kali lipat dibandingkan silikon tanpa isian. Makalah terpisah tahun 2024 di Additive Manufacturing menyebut bahwa lapisan oksida “berperan unik dan kritis dalam rekonfigurasi dan retensi bentuk droplet.”
Untuk demonstrasi kelistrikan, Grennan menekan sebuah garis ke dalam lempengan cetakan dengan indenter. Tekanan tersebut memaksa droplet bergabung menjadi jalur konduktif yang kontinu, dan sebuah LED kecil menyala. Di bawah mikroskop, jalur itu tampak sebagai garis padat dengan logam yang terdorong ke permukaan. Ia lalu memotongnya dengan pisau cukur, menekan lagi di dekat potongan, dan LED kembali menyala, meski redup. Ketika ditanya apakah pemotongan meningkatkan resistansi, ia mengatakan “tidak selalu,” karena pemotongan atau penusukan hanya “membentuk ulang semua jalur tersebut dan logam cair mengalir” melaluinya.
Droplet-droplet tersebut awalnya terisolasi satu sama lain oleh silikon dan lapisan oksidanya sendiri. Jalur konduktif di sini adalah logam yang telah mengalir menyatu, dengan potongan yang bisa dialiri oleh jalur tersebut.
Video tersebut merupakan demonstrasi riset laboratorium yang telah berjalan selama bertahun-tahun. Video itu menunjukkan cara kerja teknologi ini secara mudah dipahami sekaligus mengarah pada berbagai aplikasi. “Sangat keren memiliki ini seperti ini, ini hanya sebuah alat dalam kotak peralatan,” kata Grennan.
Logam cair sendiri sudah digunakan pada sebagian perangkat keras PC sebagai thermal interface. Nvidia GeForce RTX 5090 Founders Edition menggunakan paduan galium sebagai pengganti thermal paste. Pasar perangkat wearable yang disebut Grennan juga terus tumbuh. Lembaga analisis pasar IDC mencatat pengiriman global pada kuartal pertama 2026 mencapai 145,7 juta unit, naik 4,3% dari tahun sebelumnya.
Makalah terbaru laboratorium tersebut mencakup feedstock logam cair dan polimer yang dapat diregangkan untuk komponen cetak 3D yang menghantarkan listrik sendiri. Jika mengacu pada makalah-makalah laboratorium tersebut, kita dapat mengharapkan heat spreader yang lebih baik dan kabel perangkat yang fleksibel. Aplikasi yang disebutkan mencakup pendinginan terarah untuk kendaraan listrik, robot, dan elektronik, serta penyempurnaan praktis untuk perangkat wearable.
Perkembangan material ini menambah daftar inovasi di sektor infrastruktur teknologi yang tengah menjadi perhatian, seiring meningkatnya kebutuhan pendinginan dan efisiensi energi. Beberapa pengembang bahkan mulai mengarah ke data center kecil untuk mengakomodasi kebutuhan komputasi yang lebih efisien. Di sisi lain, pendanaan besar masih mengalir ke sektor ini, seperti yang dilakukan Nscale sebelum melantai di bursa.
[ META_DESCRIPTION]
Peneliti Virginia Tech, Hugh Grennan, mendemonstrasikan pencetakan 3D komposit logam cair yang bisa mengarahkan panas dan menghantarkan listrik.
Komentar
Belum ada komentar.