North Carolina State Universityn tutkijat ovat kehittäneet menetelmän nestemäisten metallien pintajännityksen hallitsemiseksi käyttämällä erittäin alhaisia ​​jännitteitä, mikä avaa oven uuden sukupolven uudelleenkonfiguroitaville elektronisille piireille, antenneille ja muille tekniikoille.Tämä menetelmä perustuu siihen tosiasiaan, että metallin oksidinen "kuori", joka voidaan kerrostaa tai poistaa, toimii pinta-aktiivisena aineena, mikä vähentää metallin ja ympäröivän nesteen välistä pintajännitystä.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
Tutkijat käyttivät nestemäistä galliumin ja indiumin metalliseosta.Substraatissa paljaalla lejeeringillä on erittäin korkea pintajännitys, noin 500 milliwtonia (mN)/metri, mikä saa metallin muodostamaan pallomaisia ​​läiskiä.
”Mutta havaitsimme, että pienen positiivisen varauksen – alle 1 voltin – käyttö aiheutti sähkökemiallisen reaktion, joka muodosti metallin pinnalle oksidikerroksen, joka alensi pintajännitystä merkittävästi 500 mN/m:stä noin 2 mN/:iin. m.”sanoi Michael Dickey, Ph.D., kemian ja biomolekyylitekniikan apulaisprofessori North Carolina Statesta ja vanhempi kirjoittaja työstä kuvaavassa paperissa."Tämä muutos saa nestemäisen metallin laajenemaan kuin pannukakku painovoiman vaikutuksesta."
Tutkijat osoittivat myös, että pintajännityksen muutos on palautuva.Jos tutkijat muuttavat varauksen polariteetin positiivisesta negatiiviseksi, oksidi poistuu ja korkea pintajännitys palaa.Pintajännitystä voidaan säätää näiden kahden ääriarvon välillä muuttamalla jännitystä pienin askelin.Voit katsoa videon tekniikasta alta.
"Tämän seurauksena pintajännityksen muutos on yksi suurimmista koskaan kirjatuista, mikä on merkittävää, koska sitä voidaan ohjata alle voltilla", Dickey sanoi.”Voimme käyttää tätä tekniikkaa nestemäisten metallien liikkeen ohjaamiseen, jolloin voimme muuttaa antennien muotoa ja tehdä tai katkaista piirejä.Sitä voidaan käyttää myös mikrofluidikanavissa, MEMS:issä tai fotonisissa ja optisissa laitteissa.Monet materiaalit muodostavat pintaoksideja, joten tätä työtä voidaan laajentaa tässä tutkittujen nestemäisten metallien ulkopuolelle."
Dickeyn laboratorio on aiemmin esitellyt nestemäisen metallin "3D-tulostus" -menetelmää, jossa käytetään ilmassa muodostuvaa oksidikerrosta auttamaan nestemäistä metallia säilyttämään muotonsa - samalla tavalla kuin oksidikerros tekee lejeeringin kanssa alkalisessa liuoksessa..
"Uskomme, että oksidit käyttäytyvät eri tavalla perusympäristöissä kuin ympäröivässä ilmassa", Dickey sanoi.
Lisätietoja: Artikkeli "Nestemäisen metallin jättimäinen ja kytkettävä pintaaktiivisuus pintahapetuksen kautta" julkaistaan ​​Internetissä 15. syyskuuta Proceedings of the National Academy of Sciences -julkaisussa:
Jos kohtaat kirjoitusvirheen, epätarkkuuden tai haluat lähettää tämän sivun sisällön muokkauspyynnön, käytä tätä lomaketta.Yleisissä kysymyksissä ole hyvä ja käytä yhteydenottolomakettamme.Yleistä palautetta varten käytä alla olevaa julkista kommenttiosiota (suosituksia kiitos).
Palautteesi on meille erittäin tärkeää.Viestien määrän vuoksi emme kuitenkaan voi taata yksittäisiä vastauksia.
Sähköpostiosoitettasi käytetään vain ilmoittamaan vastaanottajille, kuka viestin lähetti.Osoitettasi tai vastaanottajan osoitetta ei käytetä mihinkään muuhun tarkoitukseen.Antamasi tiedot näkyvät sähköpostissasi, eikä Phys.org tallenna niitä missään muodossa.
Saat viikoittaisia ​​ja/tai päivittäisiä päivityksiä postilaatikkoosi.Voit peruuttaa tilauksen milloin tahansa, emmekä koskaan jaa tietojasi kolmansille osapuolille.
Tämä verkkosivusto käyttää evästeitä navigoinnin helpottamiseksi, palveluidemme käytön analysoimiseksi, tietojen keräämiseksi mainosten personoimiseksi ja sisällön tarjoamiseksi kolmansilta osapuolilta.Käyttämällä verkkosivustoamme vahvistat, että olet lukenut ja ymmärtänyt tietosuojakäytäntömme ja käyttöehdot.