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電壓可控制鎵和銦的合金液體金屬表面張力
來源： 瀏覽 973 次 發(fā)布時間:2023-07-18
美國北卡羅來納州大學(xué)的研究人員開發(fā)出一項新技術(shù)，可通過提供非常低的電壓來控制液體材料表面的張力，進而為新一代的重構(gòu)電路、天線和其他技術(shù)打開了一扇門。
研究人員使用的是一種鎵和銦的合金液體金屬。一般來說，裸合金具有非常高的表面張力，大約能達到0.5 N/m，使得金屬可以向上成球狀挺立。但新研究向鎵銦合金施加一個非常小(＜1 V電壓)的正電荷，在金屬表面生成一種氧化層，神奇地將表面張力從0.5 N/m降到大約0.002 N/m?！斑@一變化使得液體金屬在地心引力的作用下，能平攤開如一張薄煎餅。”北卡羅來納州化學(xué)和分子生物工程學(xué)副教授、邁克爾·迪奇博士說，他作為主要執(zhí)筆人撰寫了論文，描述了這一技術(shù)成果。
新研究還證實，表面張力的變化具有可逆性。如果電荷從正變?yōu)樨?，氧化層就會被消除，再度恢?fù)成較高的表面張力。通過幾個小步驟，就能在兩個極端之間調(diào)整表面張力。
迪奇說:“我們可以使用這種技術(shù)來控制液態(tài)金屬的運動，從而能夠改變天線的形狀、完成或中斷電路，它也可以用于微流體芯片、微機電系統(tǒng)，以及光子和光學(xué)器件。許多材料會在表面形成氧化物，所以這項工作的應(yīng)用前景，大大超越了在這里研究的某種液態(tài)金屬。”
迪奇所在的實驗室此前展示過一種3D打印液體金屬的技術(shù)，可以使用在空氣中形成的氧化層幫助液體金屬保持某種形狀，這與氧化層作用于合金的一般規(guī)律完全相反。
“我們想，氧化層在不同環(huán)境下所表現(xiàn)出的力學(xué)性能可能大相徑庭。”迪奇說。