Cercetătorii de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord au dezvoltat o metodă de control al tensiunii superficiale a metalelor lichide prin aplicarea unor tensiuni extrem de scăzute, deschizând ușa către o nouă generație de circuite electronice reconfigurabile, antene și alte tehnologii.Această metodă se bazează pe faptul că „pielea” de oxid a metalului, care poate fi depusă sau îndepărtată, acționează ca un surfactant, reducând tensiunea superficială dintre metal și lichidul din jur.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Cercetătorii au folosit un aliaj metalic lichid de galiu și indiu.În substrat, aliajul gol are o tensiune superficială extrem de mare, de aproximativ 500 milinewtoni (mN)/metru, ceea ce face ca metalul să formeze petice sferice.
„Dar am descoperit că aplicarea unei mici sarcini pozitive – mai mică de 1 volt – a provocat o reacție electrochimică care a format un strat de oxid pe suprafața metalului, care a redus semnificativ tensiunea superficială de la 500 mN/m la aproximativ 2 mN/ m.”a spus Michael Dickey, Ph.D., profesor asociat de inginerie chimică și biomoleculară la Statul Carolina de Nord și autor principal al lucrării care descrie munca.„Această schimbare face ca metalul lichid să se extindă ca o clătită sub forța gravitației.”
Cercetătorii au mai arătat că schimbarea tensiunii superficiale este reversibilă.Dacă cercetătorii schimbă polaritatea sarcinii de la pozitiv la negativ, oxidul este îndepărtat și tensiunea de suprafață ridicată revine.Tensiunea superficială poate fi reglată între aceste două extreme prin modificarea tensiunii în trepte mici.Puteți viziona mai jos videoclipul tehnicii.
„Schimbarea rezultată a tensiunii superficiale este una dintre cele mai mari înregistrate vreodată, ceea ce este remarcabil, având în vedere că poate fi controlată la mai puțin de un volt”, a spus Dickey.„Putem folosi această tehnică pentru a controla mișcarea metalelor lichide, ceea ce ne permite să schimbăm forma antenelor și să facem sau să întrerupem circuite.Poate fi folosit și în canale microfluidice, MEMS sau dispozitive fotonice și optice.Multe materiale formează oxizi de suprafață, astfel încât această activitate poate fi extinsă dincolo de metalele lichide studiate aici.”
Laboratorul lui Dickey a demonstrat anterior o metodă de „imprimare 3D” a metalului lichid care utilizează un strat de oxid care se formează în aer pentru a ajuta metalul lichid să-și păstreze forma – similar cu ceea ce face un strat de oxid cu un aliaj într-o soluție alcalină..
„Credem că oxizii se comportă diferit în mediile de bază decât în ​​aerul ambiant”, a spus Dickey.
Informații suplimentare: Articolul „Giant and switchable surface activity of liquid metal through surface oxidation” va fi publicat pe internet pe 15 septembrie în Proceedings of the National Academy of Sciences:
Dacă întâmpinați o greșeală de scriere, inexactitate sau dacă doriți să trimiteți o solicitare de editare a conținutului acestei pagini, vă rugăm să utilizați acest formular.Pentru întrebări generale, vă rugăm să utilizați formularul nostru de contact.Pentru feedback general, vă rugăm să utilizați secțiunea de comentarii publice de mai jos (recomandări vă rugăm).
Feedback-ul dumneavoastră este foarte important pentru noi.Cu toate acestea, din cauza volumului de mesaje, nu putem garanta răspunsuri individuale.
Adresa dvs. de e-mail este folosită numai pentru a informa destinatarii cine a trimis e-mailul.Nici adresa dvs., nici adresa destinatarului nu vor fi folosite în niciun alt scop.Informațiile pe care le-ați introdus vor apărea în e-mailul dvs. și nu vor fi stocate de Phys.org sub nicio formă.
Primiți actualizări săptămânale și/sau zilnice în căsuța dvs. de e-mail.Vă puteți dezabona în orice moment și nu vom împărtăși niciodată datele dumneavoastră cu terțe părți.
Acest site web folosește cookie-uri pentru a facilita navigarea, pentru a analiza utilizarea serviciilor noastre, pentru a colecta date pentru a personaliza reclamele și pentru a oferi conținut de la terți.Prin utilizarea site-ului nostru web, confirmați că ați citit și înțeles Politica noastră de confidențialitate și Termenii de utilizare.