בפעם הראשונה בה שמעתי על המושג LiquidMetal, “מתכת נוזלית” המוגדרת גם כמתכת אמורפית, מיד קפצה במוחי הסצינה מהסרט שליחות קטלנית 2 (Terminator 2). שם דמותו של הרשע, אותה מגלם רוברט פטריק, מתחברת מחדש מטיפות מתכת נוזלית, המפוזרות על הריצפה, ל”ישות” רובוטית מדגם T-1000.
חלפו עשרים שנה והמושג LiquidMetal מופיע באתרי הטכנולוגיה והגאדג’טים יותר ויותר – אם בהקשרי האייפון הבא ואם בהקשרים טכנולוגיים אחרים. המושג “מתכת נוזלית” מעלה אסוציאציות ותמונות בדמיוננו אשר נוגדות את ההיגיון היום-יומי, בו מתכת בטמפרטורת החדר אינה נוזלית, ונשמע “מפוצץ” מספיק כדי שנוכל להתפאר בו אפילו בלי לדעת את סגולותיו. אבל מה היא באמת טכנולוגיית ה-LiquidMetal ולמה היא נקראת כך? איזה מוצרים היא משמשת חוץ מאולי את האייפון הבא? מהם יתרונותיה? בואו ונקרא.
צמד מילים שהתחברו להן יחד הפכו למושג ולחברה “Liquidmetal Technologies“, שהוקמה על-ידי קבוצה חוקרים שעסקה בפיתוח סגסוגת מתכות במכון הטכנולוגי של קליפורניה (California Institute of Technology). הסגסוגת המיוחדת, Liquidmetal, שפותחה על-ידי קבוצה זו ניחנת במגוון תכונות מיוחדות כגון, מאמץ מתיחה גדול או במילים אחרות, עמידות במתיחה ללא יצירת שברים או סדקים בחומר, עמידות ב”שיתוך” (קורוזיה), מקדם תקומה גדול שמאפיין את מידת האלסטיות בהתנגשות בין גופים, “אנטי-דביקות” שמתבטאת באי היצמדות של נוזלים לסגסוגת ומאפיינים של חומר תרמופלסטי, חומר המתרכך עם התחממותו וכך ניתן לעצבו מבלי שיאבד את תכונותיו האחרות. הסגסוגת פותחה תוך כדי סדרת ניסויים שמטרתן הייתה ליצור מתכת המתקררת באיטיות אשר אותה יהיה ניתן ליצוק או לעצב לצורות מורכבות. הסגסוגת שהתגלתה מתאפיינת בשמירה על צורה גם לאחר חימומה מחדש, מה שמאפשר את עיבודה בתהליכי עיבוד שבבים מסורתיים.
דוגמא למקדם תקומה גדול:
המוצק הוא חומר בו האטומים או המולקולות מסתדרים במבנה מסודר הקרוי סריג או גביש. לעומת זאת בנוזל, יכולים האטומים או המולקולות לנוע, ולחומר אין מבנה מסודר. המוצק האמורפי הוא חומר הנהנה משני העולמות – בדומה למוצקים גבישיים, האטומים שלו אינם מסוגלים לנוע, אבל בדומה לנוזל, הם אינם מאורגנים במבנה מסודר ולכן נולד השם “מתכת נוזלית” שמורכבת מתערובת של זירקוניום, סגסוגת טיטניום, ניקל, נחושת ובריליום. (בתמונה, מימין לשמאל: מתכת גבישית, מתכת נוזלית)
כמו שהזכרנו קודם, למתכת הנוזלית מספר מעלות שמזכות אותה בעדיפות ביחס למתכת גבישית ואחד ההבדלים העיקרים הוא יכולת העיבוד עם המתכת – את המתכת האמורפית ניתן ליצור ולעצב לצורות מורכבות בעוד את המתכת הגבישית קשה יותר. בנוסף, אלסטיות המתכת האמורפית גדולה מאוד יחסית למתכת הגבישית. השוני נובע מצורת הסידור של האטומים או המולקולות בכל מתכת, בגבישית הם מסתדרים כחיילים – בצורת סריג או גביש ולכן היא נוטה להיסדק או להישבר בנקודת התורפה, בגבול החיבור בין “גביש” ל”גביש” לעומת הסידור “חסר הצורה” שבה מסתדרים אטומיה של המתכת האמורפית, בו אין נקודת תורפה מובהקת. מאפיין נוסף הינו חוזק המתכת. חוזקה של המתכת הנוזלית אדיר ומגיע ל- 1723MPa, שהוא בערך פי-2 מחוזק טיטניום. לצורך הבנת המספר, דמיינו גליל מתכת מלא בקוטר 2.5 ס”מ, הניחו עליו 140 טונות וראו – הגליל לא ישבר ויחזיק את המשקל האדיר.
המתכת עשתה את צעדיה הראשונים בפרסומת ששודרה ב-2003 ומאז הוכנסה למוצרים שונים כמו מחבטי טניס, שעונים, נרתיקים ומארזים למכשירים סלולארים. בנוסף, עשתה את דרכה הראשונה (ואולי לא האחרונה) בחברת אפל בתור “פותחן הסים” המפורסם שסופק עם מכשיר האייפון 3GS. החומר והטכנולוגיה נחשקים ומבוקשים מאוד בקרב מוצרים רבים בתעשיות שונות וזוהי סיבה נוספת למחירה היקר של המתכת. המתכת הנוזלית הינה תחליף אידאלי לטיטניום ונכנסת בהדרגה בתחומים רבים ותעשיות שונות – מכשירים רפואיים, אביזרי ספורט, תכשיטים התעשייה הצבאית, תקשורת ואלקטרוניקה, החלל ועוד.
בימים אלה, המתכת בעלת יחס הסגולות האדיר – משקל זעיר לחוזק ואלסטיות מרשימים – עוברת שינויים בניסיון להוזיל את עלויות הייצור ואילולא היה מחירה של המתכת הנוזלית יקר כל כך, היינו פוגשים אותה כמעט בכל תחום בחיינו. החוקרים מנסים לפתח תערובת זולה יותר שתכונותיה לא נופלות בהרבה מהמקורית אך זולה באופן משמעותי.
איפה הייתם רוצים להיפגש עימה?
