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室温下操控液态金属流 科学家们做到了

phys.org网站7月27日报导,美国北卡罗来纳州立大学的研讨人员近期在《美国国家科学院院刊》中发布了一项技能,在室温下向动态液态金属施加低电压,可以在至少三个数量级上调理其外表张力,使之构成液态金…

phys.org网站7月27日报导,美国北卡罗来纳州立大学的研讨人员近期在《美国国家科学院院刊》中发布了一项技能,在室温下向动态液态金属施加低电压,可以在至少三个数量级上调理其外表张力,使之构成液态金属流。NCSU化学与生物分子工程学教授、论文作者Michael Dickey说:“液体倾向于构成液滴,是由于可以下降外表能。液态金属特别如此,它们的外表张力比其他液体高得多。”

汽油、水等大多数液体,外表张力值为20~72 mN/m。但是,Dickey教授等研讨的镓合金的外表张力达到了500 mN/m。论文作者Minyung Song博士说:“咱们可以用不到1 V的电压将外表张力从500 mN/m下降到0.1 mN/m。这彻底改变了液态金属的行为方法。”

咱们直接从喷嘴中挤压出镓铟合金,在高外表张力作用下,它会构成液滴。咱们想制造出液态金属流,就必须设置足够高的流速。即便这样,构成的金属流也不是很安稳。当金属在水下时,对液态金属施加低电压,其外表会发生一层薄薄的氧化物。这使得研讨人员可以制造出约人类头发直径的低流速液态金属流。NCSU物理学教授、论文作者Karen Daniels说:“氧化物的作用与番笕分子对水的作用相似,它可以下降外表张力,削减液体凝集趋势。但是,你不能经过简略地将番笕分子从水里分离出来,让外表化学效应消失。在这项研讨中,经过开关电压,这种作用是彻底可逆的。”

当低压作用于活动的液态金属时,它发明了一种活动的氧化层——换句话说,氧化层不是静态的。这项技能使研讨人员能有效地操控液态金属的行为。由于在必定程度上,他们施加的电压越高,液态金属的外表张力就越低。但是,电压过高会导致氧化层过厚,损坏液态金属的活动方法。此前,该团队曾证明,对静寂的液态金属液滴施加低压,会下降其外表张力,并使之构成分形图画。

Dickey说:“触及这项新技能的应用研讨才刚刚起步。例如,咱们期望制造出一种在室温下作业的液态金属线。咱们你将它们封装在弹性外壳中,就能取得可拉伸电线。此外,新技能还能作为研讨、操控流体行为的新东西。”

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