Изследователи от Държавния университет на Северна Каролина са разработили метод за контролиране на повърхностното напрежение на течни метали чрез прилагане на изключително ниски напрежения, отваряйки вратата към ново поколение преконфигурируеми електронни схеми, антени и други технологии.Този метод разчита на факта, че оксидната „кожа“ на метала, която може да бъде отложена или отстранена, действа като повърхностно активно вещество, намалявайки повърхностното напрежение между метала и околната течност.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
Изследователите са използвали течна метална сплав от галий и индий.В субстрата голата сплав има изключително високо повърхностно напрежение, около 500 милинютона (mN)/метър, което кара метала да образува сферични петна.
„Но открихме, че прилагането на малък положителен заряд – по-малко от 1 волт – предизвиква електрохимична реакция, която образува оксиден слой върху повърхността на метала, което значително намалява повърхностното напрежение от 500 mN/m до около 2 mN/ м.”каза Майкъл Дики, доктор, доцент по химическо и биомолекулярно инженерство в щата Северна Каролина и старши автор на статията, описваща работата.„Тази промяна кара течния метал да се разширява като палачинка под силата на гравитацията.“
Изследователите също така показаха, че промяната в повърхностното напрежение е обратима.Ако изследователите променят полярността на заряда от положителен на отрицателен, оксидът се отстранява и високото повърхностно напрежение се връща.Повърхностното напрежение може да се регулира между тези две крайности чрез промяна на напрежението на малки стъпки.Можете да гледате видеото на техниката по-долу.
„Получената промяна в повърхностното напрежение е една от най-големите, регистрирани някога, което е забележително, като се има предвид, че може да се контролира при по-малко от волт“, каза Дики.„Можем да използваме тази техника, за да контролираме движението на течни метали, което ни позволява да променяме формата на антените и да правим или прекъсваме вериги.Може да се използва и в микрофлуидни канали, MEMS или фотонни и оптични устройства.Много материали образуват повърхностни оксиди, така че тази работа може да бъде разширена отвъд изучаваните тук течни метали.
Лабораторията на Дики по-рано демонстрира метод за „3D принтиране“ на течен метал, който използва оксиден слой, който се образува във въздуха, за да помогне на течния метал да запази формата си – подобно на това, което оксидният слой прави със сплав в алкален разтвор..
„Смятаме, че оксидите се държат по различен начин в основни среди, отколкото в околния въздух“, каза Дики.
Допълнителна информация: Статията „Гигантска и превключима повърхностна активност на течен метал чрез повърхностно оксидиране“ ще бъде публикувана в интернет на 15 септември в Proceedings of the National Academy of Sciences:
Ако срещнете правописна грешка, неточност или искате да изпратите заявка за редактиране на съдържанието на тази страница, моля, използвайте този формуляр.За общи въпроси, моля, използвайте нашата форма за контакт.За обща обратна връзка, моля, използвайте секцията за обществени коментари по-долу (моля, препоръки).
Вашата обратна връзка е много важна за нас.Въпреки това, поради обема на съобщенията, не можем да гарантираме индивидуални отговори.
Вашият имейл адрес се използва само за да уведоми получателите кой е изпратил имейла.Нито вашият адрес, нито адресът на получателя ще бъдат използвани за други цели.Въведената от вас информация ще се появи във вашия имейл и няма да бъде съхранявана от Phys.org под никаква форма.
Получавайте седмични и/или ежедневни актуализации във входящата си поща.Можете да се отпишете по всяко време и ние никога няма да споделяме вашите данни с трети страни.
Този уебсайт използва бисквитки, за да улесни навигацията, да анализира използването от ваша страна на нашите услуги, да събира данни за персонализиране на реклами и да предоставя съдържание от трети страни.Използвайки нашия уебсайт, вие потвърждавате, че сте прочели и разбрали нашата Политика за поверителност и Условия за ползване.