Raziskovalci na državni univerzi Severne Karoline so razvili metodo za nadzor površinske napetosti tekočih kovin z uporabo izjemno nizkih napetosti, s čimer so odprli vrata novi generaciji rekonfigurabilnih elektronskih vezij, anten in drugih tehnologij.Ta metoda temelji na dejstvu, da oksidna "koža" kovine, ki jo je mogoče nanesti ali odstraniti, deluje kot površinsko aktivna snov, ki zmanjšuje površinsko napetost med kovino in okoliško tekočino.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Raziskovalci so uporabili tekočo kovinsko zlitino galija in indija.V substratu ima gola zlitina izjemno visoko površinsko napetost, približno 500 milinewtonov (mN)/meter, zaradi česar kovina tvori sferične zaplate.
"Toda ugotovili smo, da je uporaba majhnega pozitivnega naboja - manj kot 1 volt - povzročila elektrokemično reakcijo, ki je oblikovala oksidno plast na površini kovine, kar je znatno zmanjšalo površinsko napetost s 500 mN/m na približno 2 mN/ m.”je dejal dr. Michael Dickey, izredni profesor kemijskega in biomolekularnega inženirstva v državi Severna Karolina in višji avtor prispevka, ki opisuje delo."Ta sprememba povzroči, da se tekoča kovina razširi kot palačinka pod silo gravitacije."
Raziskovalci so tudi pokazali, da je sprememba površinske napetosti reverzibilna.Če raziskovalci spremenijo polarnost naboja iz pozitivnega v negativnega, se oksid odstrani in povrne se visoka površinska napetost.Površinsko napetost lahko uravnavate med tema dvema skrajnostima s spreminjanjem napetosti v majhnih korakih.Video tehnike si lahko ogledate spodaj.
"Posledična sprememba površinske napetosti je ena največjih doslej zabeleženih, kar je izjemno glede na to, da jo je mogoče nadzorovati pri manj kot voltu," je dejal Dickey.»To tehniko lahko uporabimo za nadzor gibanja tekočih kovin, kar nam omogoča spreminjanje oblike anten in izdelavo ali prekinitev tokokrogov.Lahko se uporablja tudi v mikrofluidnih kanalih, MEMS ali fotonskih in optičnih napravah.Številni materiali tvorijo površinske okside, zato je to delo mogoče razširiti preko tekočih kovin, ki jih preučujemo tukaj.
Dickeyjev laboratorij je že pokazal metodo "3D-tiskanja" tekoče kovine, ki uporablja oksidno plast, ki se oblikuje v zraku, da pomaga tekoči kovini ohraniti svojo obliko – podobno kot oksidna plast naredi z zlitino v alkalni raztopini..
"Menimo, da se oksidi obnašajo drugače v osnovnih okoljih kot v zunanjem zraku," je dejal Dickey.
Dodatne informacije: Članek »Giant and switchable surface activity of tekoče kovine skozi površinsko oksidacijo« bo objavljen na internetu 15. septembra v Proceedings of the National Academy of Sciences:
Če naletite na tipkarsko napako, netočnost ali želite oddati zahtevo za urejanje vsebine te strani, uporabite ta obrazec.Za splošna vprašanja uporabite naš kontaktni obrazec.Za splošne povratne informacije uporabite spodnji razdelek za javne komentarje (prosim za priporočila).
Vaše povratne informacije so za nas zelo pomembne.Vendar pa zaradi količine sporočil ne moremo zagotoviti posameznih odgovorov.
Vaš e-poštni naslov se uporablja samo za obveščanje prejemnikov, kdo je poslal e-pošto.Niti vaš naslov niti naslov prejemnika ne bosta uporabljena za noben drug namen.Podatki, ki ste jih vnesli, bodo prikazani v vaši e-pošti in jih Phys.org ne bo shranil v nobeni obliki.
Prejemajte tedenske in/ali dnevne posodobitve v svoj nabiralnik.Kadarkoli se lahko odjavite in vaših podatkov ne bomo nikoli posredovali tretjim osebam.
To spletno mesto uporablja piškotke za lažjo navigacijo, analizo vaše uporabe naših storitev, zbiranje podatkov za prilagajanje oglasov in zagotavljanje vsebin tretjih oseb.Z uporabo našega spletnega mesta potrjujete, da ste prebrali in razumeli naš pravilnik o zasebnosti in pogoje uporabe.