Naukowcy z North Carolina State University opracowali metodę kontrolowania napięcia powierzchniowego ciekłych metali poprzez zastosowanie niezwykle niskich napięć, co otwiera drzwi nowej generacji rekonfigurowalnych obwodów elektronicznych, anten i innych technologii.Metoda ta opiera się na fakcie, że „skórka” tlenkowa metalu, którą można odłożyć lub usunąć, działa jak środek powierzchniowo czynny, zmniejszając napięcie powierzchniowe pomiędzy metalem a otaczającą cieczą.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Naukowcy wykorzystali ciekły stop metalu galu i indu.W podłożu goły stop ma wyjątkowo wysokie napięcie powierzchniowe, około 500 miliniutonów (mN)/metr, co powoduje, że metal tworzy kuliste plamy.
„Odkryliśmy jednak, że przyłożenie małego ładunku dodatniego – mniejszego niż 1 wolt – spowodowało reakcję elektrochemiczną, w wyniku której na powierzchni metalu utworzyła się warstwa tlenku, co znacznie obniżyło napięcie powierzchniowe z 500 mN/m do około 2 mN/ M."powiedział dr Michael Dickey, profesor nadzwyczajny inżynierii chemicznej i biomolekularnej w stanie Karolina Północna oraz starszy autor artykułu opisującego pracę.„Ta zmiana powoduje, że ciekły metal rozszerza się jak naleśnik pod wpływem siły grawitacji”.
Naukowcy wykazali również, że zmiana napięcia powierzchniowego jest odwracalna.Jeśli badacze zmienią polaryzację ładunku z dodatniego na ujemny, tlenek zostanie usunięty i powróci wysokie napięcie powierzchniowe.Napięcie powierzchniowe można regulować pomiędzy tymi dwoma skrajnościami, zmieniając naprężenie w małych krokach.Poniżej możesz obejrzeć film przedstawiający tę technikę.
„Wynikająca z tego zmiana napięcia powierzchniowego jest jedną z największych, jakie kiedykolwiek zarejestrowano, co jest niezwykłe, biorąc pod uwagę, że można je kontrolować przy napięciu mniejszym niż wolt” – powiedział Dickey.„Możemy zastosować tę technikę do kontrolowania ruchu ciekłych metali, co pozwala nam zmieniać kształt anten oraz łączyć lub przerywać obwody.Można go również stosować w kanałach mikroprzepływowych, MEMS lub urządzeniach fotonicznych i optycznych.Wiele materiałów tworzy tlenki powierzchniowe, zatem prace te można rozszerzyć poza badane tutaj ciekłe metale”.
Laboratorium Dickeya zademonstrowało wcześniej metodę „druku 3D” na ciekłym metalu, która wykorzystuje warstwę tlenku tworzącą się w powietrzu, aby pomóc ciekłemu metalowi zachować swój kształt – podobnie jak warstwa tlenku zachowuje się w przypadku stopu w roztworze zasadowym..
„Uważamy, że tlenki zachowują się inaczej w środowisku zasadowym niż w otaczającym powietrzu” – powiedział Dickey.
Informacje dodatkowe: Artykuł „Gigantyczna i przełączalna aktywność powierzchniowa ciekłego metalu poprzez utlenianie powierzchniowe” zostanie opublikowany w Internecie 15 września w Proceedings of the National Academy of Sciences:
Jeśli napotkasz literówkę, nieścisłość lub chcesz zgłosić prośbę o edycję zawartości tej strony, skorzystaj z tego formularza.W przypadku pytań ogólnych prosimy skorzystać z naszego formularza kontaktowego.Aby uzyskać ogólną opinię, skorzystaj z poniższej sekcji komentarzy publicznych (proszę o rekomendacje).
Twoja opinia jest dla nas bardzo ważna.Jednakże ze względu na ilość wiadomości nie możemy zagwarantować indywidualnych odpowiedzi.
Twój adres e-mail służy wyłącznie do poinformowania odbiorców, kto wysłał wiadomość e-mail.Ani Twój adres, ani adres odbiorcy nie będą wykorzystywane w żadnym innym celu.Wprowadzone informacje pojawią się w Twoim e-mailu i nie będą przechowywane przez Phys.org w żadnej formie.
Otrzymuj cotygodniowe i/lub codzienne aktualizacje na swoją skrzynkę odbiorczą.W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrypcji, a my nigdy nie udostępnimy Twoich danych podmiotom trzecim.
Ta strona wykorzystuje pliki cookies w celu ułatwienia nawigacji, analizy korzystania z naszych usług, gromadzenia danych w celu personalizacji reklam oraz dostarczania treści pochodzących od podmiotów trzecich.Korzystając z naszej witryny, potwierdzasz, że przeczytałeś i zrozumiałeś naszą Politykę prywatności i Warunki użytkowania.