Дослідники з Університету штату Північна Кароліна розробили метод керування поверхневим натягом рідких металів шляхом застосування надзвичайно низьких напруг, що відкриває двері новому поколінню електронних схем, антен та інших технологій, що перенастроюються.Цей метод заснований на тому, що оксидна «шкіра» металу, яку можна осадити або видалити, діє як поверхнево-активна речовина, зменшуючи поверхневий натяг між металом і навколишньою рідиною.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Дослідники використовували рідкий металевий сплав галію та індія.У підкладці оголений сплав має надзвичайно високий поверхневий натяг, близько 500 міліньютон (мН)/метр, що змушує метал утворювати сферичні плями.
«Але ми виявили, що застосування невеликого позитивного заряду — менше 1 вольта — викликало електрохімічну реакцію, у результаті якої на поверхні металу утворився оксидний шар, що значно знизило поверхневий натяг з 500 мН/м до приблизно 2 мН/ м.”сказав Майкл Дікі, доктор філософії, доцент кафедри хімічної та біомолекулярної інженерії в штаті Північна Кароліна та старший автор статті, що описує роботу.«Ця зміна змушує рідкий метал розширюватися як млинець під дією сили тяжіння».
Дослідники також показали, що зміна поверхневого натягу є оборотною.Якщо дослідники змінюють полярність заряду з позитивного на негативний, оксид видаляється, і високий поверхневий натяг повертається.Поверхневий натяг можна регулювати між цими двома крайнощами, змінюючи напругу невеликими кроками.Ви можете переглянути відео техніки нижче.
«Результуюча зміна поверхневого натягу є однією з найбільших, коли-небудь зареєстрованих, і це чудово, враховуючи, що його можна контролювати на менш ніж вольті», — сказав Дікі.«Ми можемо використовувати цю техніку, щоб контролювати рух рідких металів, що дозволяє нам змінювати форму антен і створювати або розривати схеми.Його також можна використовувати в мікрофлюїдних каналах, MEMS або фотонних і оптичних пристроях.Багато матеріалів утворюють поверхневі оксиди, тому цю роботу можна розширити за межі досліджуваних тут рідких металів».
Раніше лабораторія Дікі продемонструвала метод «3D-друку» на рідкому металі, який використовує шар оксиду, який утворюється в повітрі, щоб допомогти рідкому металу зберегти свою форму – подібно до того, як шар оксиду робить зі сплавом у лужному розчині..
«Ми вважаємо, що оксиди поводяться інакше в основних середовищах, ніж у навколишньому повітрі», — сказав Дікі.
Додаткова інформація: стаття “Giant and switchable surface activity of liquid metal through surface oxidation” буде опублікована в Інтернеті 15 вересня в Proceedings of the National Academy of Sciences:
Якщо ви зіткнулися з друкарською помилкою, неточністю або хочете надіслати запит на редагування вмісту цієї сторінки, скористайтеся цією формою.Для загальних питань скористайтеся нашою контактною формою.Для загального відгуку скористайтеся розділом громадських коментарів нижче (будь ласка, рекомендації).
Ваш відгук дуже важливий для нас.Однак через велику кількість повідомлень ми не можемо гарантувати індивідуальні відповіді.
Ваша електронна адреса використовується лише для того, щоб повідомити одержувачам, хто надіслав лист.Ні ваша адреса, ні адреса одержувача не будуть використані для будь-яких інших цілей.Введена вами інформація з’явиться у вашій електронній пошті та не зберігатиметься на Phys.org у жодній формі.
Отримуйте щотижневі та/або щоденні оновлення на свою поштову скриньку.Ви можете скасувати підписку в будь-який час, і ми ніколи не передамо ваші дані третім особам.
Цей веб-сайт використовує файли cookie для полегшення навігації, аналізу використання вами наших послуг, збору даних для персоналізації реклами та надання вмісту від третіх сторін.Використовуючи наш веб-сайт, ви підтверджуєте, що прочитали та зрозуміли нашу Політику конфіденційності та Умови використання.