Penyelidik di North Carolina State University telah membangunkan kaedah untuk mengawal ketegangan permukaan logam cecair dengan menggunakan voltan yang sangat rendah, membuka pintu kepada generasi baharu litar elektronik yang boleh dikonfigurasikan semula, antena dan teknologi lain.Kaedah ini bergantung pada fakta bahawa "kulit" oksida logam, yang boleh didepositkan atau dikeluarkan, bertindak sebagai surfaktan, mengurangkan ketegangan permukaan antara logam dan cecair di sekelilingnya.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Para penyelidik menggunakan aloi logam cecair galium dan indium.Dalam substrat, aloi terdedah mempunyai tegangan permukaan yang sangat tinggi, kira-kira 500 millinewtons (mN)/meter, yang menyebabkan logam membentuk tompok sfera.
"Tetapi kami mendapati bahawa penggunaan cas positif yang kecil - kurang daripada 1 volt - menyebabkan tindak balas elektrokimia yang membentuk lapisan oksida pada permukaan logam, yang mengurangkan ketegangan permukaan dengan ketara daripada 500 mN/m kepada kira-kira 2 mN/ m.”kata Michael Dickey, Ph.D., profesor kejuruteraan kimia dan biomolekul bersekutu di North Carolina State dan pengarang kanan kertas kerja yang menerangkan kerja itu."Perubahan ini menyebabkan logam cecair mengembang seperti penkek di bawah daya graviti."
Para penyelidik juga menunjukkan bahawa perubahan dalam ketegangan permukaan boleh diterbalikkan.Jika penyelidik menukar kekutuban cas daripada positif kepada negatif, oksida dikeluarkan dan tegangan permukaan yang tinggi kembali.Ketegangan permukaan boleh ditala antara kedua-dua ekstrem ini dengan menukar tegasan dalam kenaikan kecil.Anda boleh menonton video teknik di bawah.
"Perubahan yang terhasil dalam ketegangan permukaan adalah salah satu yang terbesar pernah direkodkan, yang luar biasa memandangkan ia boleh dikawal pada kurang daripada volt," kata Dickey.“Kita boleh menggunakan teknik ini untuk mengawal pergerakan logam cecair, yang membolehkan kita menukar bentuk antena dan membuat atau memecahkan litar.Ia juga boleh digunakan dalam saluran mikrofluid, MEMS, atau peranti fotonik dan optik.Banyak bahan membentuk oksida permukaan, jadi kerja ini boleh dilanjutkan melebihi logam cecair yang dipelajari di sini."
Makmal Dickey sebelum ini telah menunjukkan kaedah "cetakan 3D" logam cecair yang menggunakan lapisan oksida yang terbentuk di udara untuk membantu logam cecair mengekalkan bentuknya - sama seperti apa yang dilakukan oleh lapisan oksida dengan aloi dalam larutan alkali..
"Kami fikir oksida berkelakuan berbeza dalam persekitaran asas daripada di udara ambien," kata Dickey.
Maklumat tambahan: Artikel "Aktiviti permukaan gergasi dan boleh tukar logam cecair melalui pengoksidaan permukaan" akan diterbitkan di Internet pada 15 September dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan:
Jika anda mengalami kesilapan menaip, ketidaktepatan, atau ingin menyerahkan permintaan untuk mengedit kandungan halaman ini, sila gunakan borang ini.Untuk soalan umum, sila gunakan borang hubungan kami.Untuk maklum balas umum, sila gunakan bahagian ulasan awam di bawah (silakan syor).
Maklum balas anda sangat penting bagi kami.Walau bagaimanapun, disebabkan jumlah mesej, kami tidak dapat menjamin respons individu.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima siapa yang menghantar e-mel.Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk sebarang tujuan lain.Maklumat yang anda masukkan akan dipaparkan dalam e-mel anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam sebarang bentuk.
Dapatkan kemas kini mingguan dan/atau harian dalam peti masuk anda.Anda boleh berhenti melanggan pada bila-bila masa dan kami tidak akan berkongsi data anda dengan pihak ketiga.
Laman web ini menggunakan kuki untuk memudahkan navigasi, menganalisis penggunaan perkhidmatan kami oleh anda, mengumpul data untuk memperibadikan iklan dan menyediakan kandungan daripada pihak ketiga.Dengan menggunakan laman web kami, anda mengakui bahawa anda telah membaca dan memahami Dasar Privasi dan Syarat Penggunaan kami.