Vědci ze Státní univerzity v Severní Karolíně vyvinuli metodu kontroly povrchového napětí tekutých kovů aplikací extrémně nízkého napětí, čímž otevřeli dveře nové generaci rekonfigurovatelných elektronických obvodů, antén a dalších technologií.Tato metoda se opírá o skutečnost, že oxidová „kůže“ kovu, kterou lze ukládat nebo odstraňovat, působí jako povrchově aktivní látka snižující povrchové napětí mezi kovem a okolní kapalinou.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Vědci použili tekutou kovovou slitinu galia a india.V substrátu má holá slitina extrémně vysoké povrchové napětí, asi 500 millinewtonů (mN)/metr, což způsobuje, že kov tvoří kulové skvrny.
„Zjistili jsme však, že aplikace malého kladného náboje – méně než 1 volt – způsobila elektrochemickou reakci, která vytvořila vrstvu oxidu na povrchu kovu, což významně snížilo povrchové napětí z 500 mN/m na přibližně 2 mN/. m."řekl Michael Dickey, Ph.D., docent chemického a biomolekulárního inženýrství ve státě Severní Karolína a hlavní autor článku popisujícího práci."Tato změna způsobuje, že se tekutý kov působením gravitace rozpíná jako palačinka."
Vědci také ukázali, že změna povrchového napětí je vratná.Pokud vědci změní polaritu náboje z pozitivní na negativní, oxid se odstraní a vysoké povrchové napětí se vrátí.Povrchové napětí lze vyladit mezi těmito dvěma extrémy změnou napětí v malých krocích.Na video techniky se můžete podívat níže.
"Výsledná změna povrchového napětí je jednou z největších, jaké kdy byly zaznamenány, což je pozoruhodné vzhledem k tomu, že ji lze ovládat na méně než volt," řekl Dickey.„Tuto techniku ​​můžeme použít k ovládání pohybu tekutých kovů, což nám umožňuje měnit tvar antén a vytvářet nebo přerušovat obvody.Může být také použit v mikrofluidních kanálech, MEMS nebo fotonických a optických zařízeních.Mnoho materiálů tvoří povrchové oxidy, takže tato práce může být rozšířena nad rámec zde studovaných tekutých kovů.
Dickeyho laboratoř již dříve demonstrovala metodu „3D tisku“ z tekutého kovu, která využívá vrstvu oxidu, která se tvoří ve vzduchu, aby pomohla tekutému kovu udržet si svůj tvar – podobně jako to dělá vrstva oxidu se slitinou v alkalickém roztoku..
"Myslíme si, že oxidy se chovají jinak v základních prostředích než v okolním vzduchu," řekl Dickey.
Další informace: Článek „Obří a přepínatelná povrchová aktivita tekutého kovu prostřednictvím povrchové oxidace“ bude publikován na internetu 15. září v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences:
Pokud narazíte na překlep, nepřesnost nebo chcete odeslat požadavek na úpravu obsahu této stránky, použijte prosím tento formulář.Pro obecné dotazy použijte náš kontaktní formulář.Pro obecnou zpětnou vazbu prosím použijte sekci veřejných komentářů níže (doporučení prosím).
Vaše zpětná vazba je pro nás velmi důležitá.Vzhledem k objemu zpráv však nemůžeme zaručit individuální odpovědi.
Vaše e-mailová adresa slouží pouze k tomu, aby příjemci věděli, kdo e-mail odeslal.Vaše adresa ani adresa příjemce nebudou použity k žádnému jinému účelu.Informace, které jste zadali, se objeví ve vašem e-mailu a Phys.org je neuloží v žádné podobě.
Získejte týdenní a/nebo denní aktualizace do vaší doručené pošty.Z odběru se můžete kdykoli odhlásit a vaše údaje nikdy nebudeme sdílet s třetími stranami.
Tento web používá soubory cookie k usnadnění navigace, analýze vašeho používání našich služeb, shromažďování údajů pro personalizaci reklam a poskytování obsahu od třetích stran.Používáním našich webových stránek potvrzujete, že jste si přečetli a porozuměli našim zásadám ochrany osobních údajů a podmínkám použití.