Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали метод контроля поверхностного натяжения жидких металлов путем применения чрезвычайно низких напряжений, открывая двери новому поколению реконфигурируемых электронных схем, антенн и других технологий.Этот метод основан на том, что оксидная «кожа» металла, которую можно осаждать или удалять, действует как поверхностно-активное вещество, уменьшая поверхностное натяжение между металлом и окружающей жидкостью.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
Исследователи использовали жидкометаллический сплав галлия и индия.В подложке чистый сплав имеет чрезвычайно высокое поверхностное натяжение, около 500 миллиньютон (мН)/метр, что заставляет металл образовывать сферические пятна.
«Но мы обнаружили, что приложение небольшого положительного заряда – менее 1 вольта – вызывало электрохимическую реакцию, которая образовывала оксидный слой на поверхности металла, что значительно снижало поверхностное натяжение с 500 мН/м примерно до 2 мН/м. м.»сказал Майкл Дики, доктор философии, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии в штате Северная Каролина и старший автор статьи, описывающей работу.«Это изменение заставляет жидкий металл расширяться, как блин, под действием силы тяжести».
Исследователи также показали, что изменение поверхностного натяжения обратимо.Если исследователи изменят полярность заряда с положительной на отрицательную, оксид удаляется и высокое поверхностное натяжение возвращается.Поверхностное натяжение можно регулировать между этими двумя крайностями, изменяя напряжение небольшими шагами.Видео техники вы можете посмотреть ниже.
«Получающееся в результате изменение поверхностного натяжения является одним из самых больших когда-либо зарегистрированных, и это примечательно, учитывая, что его можно контролировать при величине менее вольта», — сказал Дики.«Мы можем использовать эту технику для управления движением жидких металлов, что позволяет нам изменять форму антенн и замыкать или разрывать цепи.Его также можно использовать в микрофлюидных каналах, МЭМС или фотонных и оптических устройствах.Многие материалы образуют поверхностные оксиды, поэтому эту работу можно расширить за пределы изучаемых здесь жидких металлов».
Лаборатория Дики ранее продемонстрировала метод «3D-печати» жидким металлом, в котором используется оксидный слой, который образуется на воздухе, чтобы помочь жидкому металлу сохранять свою форму – аналогично тому, что оксидный слой делает со сплавом в щелочном растворе..
«Мы считаем, что оксиды ведут себя иначе в основных средах, чем в окружающем воздухе», — сказал Дики.
Дополнительная информация: Статья «Гигантская и переключаемая поверхностная активность жидкого металла посредством поверхностного окисления» будет опубликована в Интернете 15 сентября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences:
Если вы столкнулись с опечаткой, неточностью или хотите отправить запрос на редактирование содержимого этой страницы, воспользуйтесь этой формой.По общим вопросам, пожалуйста, используйте нашу контактную форму.Для получения общего отзыва используйте раздел общественного обсуждения ниже (пожалуйста, дайте рекомендации).
Ваше мнение очень важно для нас.Однако из-за большого количества сообщений мы не можем гарантировать индивидуальный ответ.
Ваш адрес электронной почты используется только для того, чтобы сообщить получателям, кто отправил электронное письмо.Ни ваш адрес, ни адрес получателя не будут использоваться для каких-либо других целей.Введенная вами информация появится в вашем электронном письме и не будет храниться Phys.org ни в какой форме.
Получайте еженедельные и/или ежедневные обновления на свой почтовый ящик.Вы можете отказаться от подписки в любое время, и мы никогда не передадим ваши данные третьим лицам.
Этот веб-сайт использует файлы cookie для облегчения навигации, анализа использования вами наших услуг, сбора данных для персонализации рекламы и предоставления контента от третьих лиц.Используя наш веб-сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику конфиденциальности и Условия использования.