用低電壓可控制液體材料表面張力

2020-11-22 人民網

原標題：用低電壓可控制液體材料表面張力

　　科技日報訊 美國北卡羅來納州大學的研究人員開發出一項新技術，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電路、天線和其他技術打開了一扇門。

　　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牛頓/米，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（小於1伏電壓）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牛頓/米降到大約0.002牛頓/米。「這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。」北卡羅來納州化學和分子生物工程學副教授、麥可·迪奇博士說，他作為主要執筆人撰寫了論文，描述了這一技術成果。

　　新研究還證實，表面張力的變化具有可逆性。如果電荷從正變為負，氧化層就會被消除，再度恢復成較高的表面張力。通過幾個小步驟，就能在兩個極端之間調整表面張力。

　　迪奇說：「我們可以使用這種技術來控制液態金屬的運動，從而能夠改變天線的形狀、完成或中斷電路，它也可以用於微流體晶片、微機電系統，以及光子和光學器件。許多材料會在表面形成氧化物，所以這項工作的應用前景，大大超越了在這裡研究的某種液態金屬。」

　　迪奇所在的實驗室此前展示過一種3D列印液體金屬的技術，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，這與氧化層作用於合金的一般規律完全相反。

　　「我們想，氧化層在不同環境下所表現出的力學性能可能大相逕庭。」迪奇說。

　　（房琳琳）

(來源:科技日報)

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