Výskumníci zo Štátnej univerzity v Severnej Karolíne vyvinuli metódu na kontrolu povrchového napätia tekutých kovov aplikáciou extrémne nízkeho napätia, čím sa otvorili dvere novej generácii rekonfigurovateľných elektronických obvodov, antén a ďalších technológií.Táto metóda sa spolieha na skutočnosť, že oxidová „koža“ kovu, ktorá sa môže nanášať alebo odstraňovať, pôsobí ako povrchovo aktívna látka, ktorá znižuje povrchové napätie medzi kovom a okolitou kvapalinou.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Výskumníci použili tekutú kovovú zliatinu gália a india.V substráte má holá zliatina extrémne vysoké povrchové napätie, približne 500 millinewtonov (mN)/meter, čo spôsobuje, že kov vytvára sférické škvrny.
„Zistili sme však, že aplikácia malého kladného náboja – menej ako 1 volt – spôsobila elektrochemickú reakciu, ktorá vytvorila vrstvu oxidu na povrchu kovu, čo výrazne znížilo povrchové napätie z 500 mN/m na približne 2 mN/. m.“povedal Michael Dickey, Ph.D., docent chemického a biomolekulového inžinierstva v štáte Severná Karolína a hlavný autor článku popisujúceho prácu."Táto zmena spôsobuje, že sa tekutý kov pod vplyvom gravitačnej sily rozpína ​​ako palacinka."
Vedci tiež ukázali, že zmena povrchového napätia je reverzibilná.Ak výskumníci zmenia polaritu náboja z pozitívnej na negatívnu, oxid sa odstráni a vráti sa vysoké povrchové napätie.Povrchové napätie je možné vyladiť medzi týmito dvoma extrémami zmenou napätia v malých prírastkoch.Video o technike si môžete pozrieť nižšie.
"Výsledná zmena povrchového napätia je jednou z najväčších, aké boli kedy zaznamenané, čo je pozoruhodné vzhľadom na to, že sa dá ovládať na menej ako volt," povedal Dickey.„Túto techniku ​​môžeme použiť na ovládanie pohybu tekutých kovov, čo nám umožňuje meniť tvar antén a vytvárať alebo prerušovať obvody.Môže byť tiež použitý v mikrofluidných kanáloch, MEMS alebo fotonických a optických zariadeniach.Mnohé materiály tvoria povrchové oxidy, takže táto práca môže byť rozšírená nad rámec tu skúmaných tekutých kovov.
Dickeyho laboratórium už predtým demonštrovalo metódu „3D tlače“ z tekutého kovu, ktorá využíva vrstvu oxidu, ktorá sa tvorí vo vzduchu, aby pomohla tekutému kovu udržať si svoj tvar – podobne ako vrstva oxidu so zliatinou v alkalickom roztoku..
"Myslíme si, že oxidy sa správajú inak v základných prostrediach ako v okolitom vzduchu," povedal Dickey.
Doplňujúce informácie: Článok “Obrovská a prepínateľná povrchová aktivita tekutého kovu prostredníctvom povrchovej oxidácie” bude zverejnený na internete 15. septembra v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences:
Ak narazíte na preklep, nepresnosť alebo by ste chceli odoslať žiadosť o úpravu obsahu tejto stránky, použite tento formulár.V prípade všeobecných otázok použite náš kontaktný formulár.Pre všeobecnú spätnú väzbu použite sekciu verejných komentárov nižšie (odporúčania).
Vaša spätná väzba je pre nás veľmi dôležitá.Vzhľadom na množstvo správ však nemôžeme garantovať jednotlivé odpovede.
Vaša e-mailová adresa sa používa iba na to, aby príjemcovia vedeli, kto poslal e-mail.Vaša adresa ani adresa príjemcu nebudú použité na žiadny iný účel.Informácie, ktoré ste zadali, sa objavia vo vašom e-maile a Phys.org ich neuloží v žiadnej forme.
Získajte týždenné a/alebo denné aktualizácie do svojej doručenej pošty.Z odberu sa môžete kedykoľvek odhlásiť a vaše údaje nikdy nezdieľame s tretími stranami.
Táto webová stránka používa súbory cookie na uľahčenie navigácie, analýzu vášho používania našich služieb, zhromažďovanie údajov na prispôsobenie reklám a poskytovanie obsahu od tretích strán.Používaním našej webovej stránky potvrdzujete, že ste si prečítali a pochopili naše Zásady ochrany osobných údajov a Podmienky používania.