Vísindamenn við North Carolina State University hafa þróað aðferð til að stjórna yfirborðsspennu fljótandi málma með því að beita mjög lágri spennu, opna dyrnar að nýrri kynslóð endurstillanlegra rafrása, loftneta og annarrar tækni.Þessi aðferð byggir á þeirri staðreynd að oxíð "húð" málmsins, sem hægt er að setja eða fjarlægja, virkar sem yfirborðsvirkt efni og dregur úr yfirborðsspennu milli málmsins og vökvans í kring.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Rannsakendur notuðu fljótandi málmblöndu af gallíum og indíum.Í undirlaginu hefur hina beru málmblöndu afar háa yfirborðsspennu, um 500 millinewton (mN)/metra, sem veldur því að málmurinn myndar kúlulaga bletti.
„En við komumst að því að beiting lítillar jákvæðrar hleðslu – minna en 1 volt – olli rafefnafræðilegum viðbrögðum sem myndaði oxíðlag á yfirborði málmsins, sem minnkaði yfirborðsspennuna verulega úr 500 mN/m í um 2 mN/ m.”sagði Michael Dickey, Ph.D., dósent í efna- og lífsameindaverkfræði við Norður-Karólínuríki og yfirhöfundur blaðsins sem lýsir verkinu.„Þessi breyting veldur því að fljótandi málmur þenst út eins og pönnukaka undir þyngdaraflinu.
Rannsakendur sýndu einnig að breytingin á yfirborðsspennu er afturkræf.Ef rannsakendur breyta pólun hleðslunnar úr jákvæðri í neikvæða er oxíðið fjarlægt og há yfirborðsspennan kemur aftur.Hægt er að stilla yfirborðsspennuna á milli þessara tveggja öfga með því að breyta álaginu í litlum þrepum.Þú getur horft á myndbandið af tækninni hér að neðan.
„Breytingin á yfirborðsspennu sem af þessu leiðir er ein sú stærsta sem mælst hefur, sem er merkilegt í ljósi þess að hægt er að stjórna henni á minna en volta,“ sagði Dickey.„Við getum notað þessa tækni til að stjórna hreyfingu fljótandi málma, sem gerir okkur kleift að breyta lögun loftneta og búa til eða brjóta hringrásir.Það er einnig hægt að nota í örflæðisrásum, MEMS eða ljóseinda- og sjóntækjum.Mörg efni mynda yfirborðsoxíð og því er hægt að teygja þessa vinnu út fyrir fljótandi málma sem rannsakaðir eru hér.“
Rannsóknarstofa Dickey hefur áður sýnt fram á „3D prentun“ aðferð í fljótandi málmi sem notar oxíðlag sem myndast í lofti til að hjálpa fljótandi málmnum að halda lögun sinni - svipað og oxíðlag gerir með málmblöndu í basískri lausn..
„Við teljum að oxíð hegði sér öðruvísi í grunnumhverfi en í andrúmslofti,“ sagði Dickey.
Viðbótarupplýsingar: Greinin „Risamikil og skiptanleg yfirborðsvirkni fljótandi málms í gegnum yfirborðsoxun“ verður birt á Netinu 15. september í Proceedings of the National Academy of Sciences:
Ef þú lendir í innsláttarvillu, ónákvæmni eða vilt senda inn beiðni um að breyta innihaldi þessarar síðu, vinsamlegast notaðu þetta eyðublað.Fyrir almennar spurningar, vinsamlegast notaðu sambandsformið okkar.Fyrir almennar athugasemdir, vinsamlegast notaðu opinbera athugasemdareitinn hér að neðan (ráðleggingar vinsamlegast).
Viðbrögð þín eru okkur mjög mikilvæg.Hins vegar, vegna magns skilaboða, getum við ekki ábyrgst einstök svör.
Netfangið þitt er aðeins notað til að láta viðtakendur vita hver sendi tölvupóstinn.Hvorki heimilisfangið þitt né heimilisfang viðtakandans verður notað í öðrum tilgangi.Upplýsingarnar sem þú slóst inn munu birtast í tölvupóstinum þínum og verða ekki geymdar af Phys.org í neinu formi.
Fáðu vikulegar og/eða daglegar uppfærslur í pósthólfið þitt.Þú getur sagt upp áskrift hvenær sem er og við munum aldrei deila gögnum þínum með þriðja aðila.
Þessi vefsíða notar vafrakökur til að auðvelda flakk, greina notkun þína á þjónustu okkar, safna gögnum til að sérsníða auglýsingar og veita efni frá þriðja aðila.Með því að nota vefsíðu okkar, viðurkennir þú að þú hafir lesið og skilið persónuverndarstefnu okkar og notkunarskilmála.