Az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatói kifejlesztettek egy módszert a folyékony fémek felületi feszültségének szabályozására rendkívül alacsony feszültségek alkalmazásával, megnyitva ezzel az ajtót az újrakonfigurálható elektronikus áramkörök, antennák és egyéb technológiák új generációja előtt.Ez a módszer azon alapul, hogy a fém lerakható vagy eltávolítható oxid „bőre” felületaktív anyagként működik, csökkentve a felületi feszültséget a fém és a környező folyadék között.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
A kutatók galliumból és indiumból álló folyékony fémötvözetet használtak.Az aljzatban a csupasz ötvözet rendkívül nagy felületi feszültséggel rendelkezik, körülbelül 500 milliwton (mN)/méter, ami miatt a fém gömb alakú foltokat képez.
„De azt találtuk, hogy egy kis pozitív töltés alkalmazása – kevesebb, mint 1 volt – elektrokémiai reakciót váltott ki, amely oxidréteget képezett a fém felületén, ami jelentősen csökkentette a felületi feszültséget 500 mN/m-ről kb. 2 mN/-re. m.”mondta Michael Dickey, Ph.D., az Észak-Karolina állam kémiai és biomolekuláris mérnöki professzora és a munkát leíró tanulmány vezető szerzője."E változás hatására a folyékony fém a gravitációs erő hatására palacsintaszerűen kitágul."
A kutatók azt is kimutatták, hogy a felületi feszültség változása visszafordítható.Ha a kutatók a töltés polaritását pozitívról negatívra változtatják, az oxidot eltávolítják, és a nagy felületi feszültség visszatér.A felületi feszültség e két szélsőség közé hangolható a feszültség kis lépésekben történő változtatásával.A technikáról készült videót alább megtekintheti.
"Az ebből eredő felületi feszültség változás az egyik legnagyobb, amit valaha regisztráltak, ami figyelemre méltó, mivel egy voltnál kisebb feszültséggel szabályozható" - mondta Dickey.„Ezt a technikát használhatjuk a folyékony fémek mozgásának szabályozására, ami lehetővé teszi az antennák alakjának megváltoztatását és az áramkörök létrehozását vagy megszakítását.Mikrofluidikus csatornákban, MEMS-ben vagy fotonikus és optikai eszközökben is használható.Sok anyag felületi oxidokat képez, így ez a munka kiterjeszthető az itt vizsgált folyékony fémeken túlra is.
Dickey laboratóriuma korábban már bemutatott egy folyékony fém „3D nyomtatási” módszert, amely levegőben képződő oxidréteget használ, hogy segítse a folyékony fémnek megőrizni alakját – hasonlóan ahhoz, amit egy oxidréteg tesz egy lúgos oldatban lévő ötvözettel..
„Úgy gondoljuk, hogy az oxidok másképpen viselkednek alapvető környezetben, mint a környezeti levegőben” – mondta Dickey.
További információ: „A folyékony fém óriás és kapcsolható felületi aktivitása felületi oxidáció révén” című cikk szeptember 15-én jelenik meg az interneten a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban:
Ha elírást, pontatlanságot észlel, vagy kérést szeretne benyújtani az oldal tartalmának szerkesztésére, kérjük, használja ezt az űrlapot.Általános kérdések esetén használja kapcsolatfelvételi űrlapunkat.Általános visszajelzéshez használja az alábbi nyilvános megjegyzéseket (kérjük, tegyen javaslatokat).
Az Ön visszajelzése nagyon fontos számunkra.Az üzenetek mennyisége miatt azonban nem tudjuk garantálni az egyedi válaszokat.
Az Ön e-mail címe csak arra szolgál, hogy a címzett tudja, ki küldte az e-mailt.Sem az Ön címét, sem a címzett címét nem használjuk fel más célra.A megadott információk megjelennek az e-mailben, és a Phys.org semmilyen formában nem tárolja azokat.
Heti és/vagy napi frissítéseket kaphat a postaládájában.Bármikor leiratkozhat, adatait soha nem adjuk meg harmadik félnek.
Ez a weboldal cookie-kat használ a navigáció megkönnyítésére, szolgáltatásaink használatának elemzésére, adatok gyűjtésére a hirdetések személyre szabásához és harmadik felektől származó tartalom biztosítására.Weboldalunk használatával Ön elismeri, hogy elolvasta és megértette Adatvédelmi szabályzatunkat és Felhasználási feltételeinket.