Các nhà nghiên cứu tại Đại học bang North Carolina đã phát triển một phương pháp kiểm soát sức căng bề mặt của kim loại lỏng bằng cách sử dụng điện áp cực thấp, mở ra cánh cửa cho một thế hệ mạch điện tử, ăng-ten và các công nghệ khác có thể cấu hình lại.Phương pháp này dựa trên thực tế là “lớp da” oxit của kim loại, có thể được lắng đọng hoặc loại bỏ, hoạt động như chất hoạt động bề mặt, làm giảm sức căng bề mặt giữa kim loại và chất lỏng xung quanh.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng hợp kim kim loại lỏng của gali và indi.Trong nền, hợp kim trần có sức căng bề mặt cực cao, khoảng 500 millinewton (mN)/m, khiến kim loại tạo thành các mảng hình cầu.
“Nhưng chúng tôi nhận thấy rằng việc áp dụng một điện tích dương nhỏ – dưới 1 volt – đã gây ra phản ứng điện hóa hình thành một lớp oxit trên bề mặt kim loại, làm giảm đáng kể sức căng bề mặt từ 500 mN/m xuống còn khoảng 2 mN/ tôi.”Michael Dickey, tiến sĩ, phó giáo sư kỹ thuật hóa học và phân tử sinh học tại bang North Carolina và là tác giả cấp cao của bài báo mô tả công trình cho biết.“Sự thay đổi này khiến kim loại lỏng nở ra như một chiếc bánh kếp dưới tác dụng của trọng lực.”
Các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sự thay đổi sức căng bề mặt là có thể đảo ngược.Nếu các nhà nghiên cứu thay đổi cực tính của điện tích từ dương sang âm, oxit sẽ bị loại bỏ và sức căng bề mặt cao trở lại.Sức căng bề mặt có thể được điều chỉnh giữa hai cực này bằng cách thay đổi ứng suất theo từng mức nhỏ.Bạn có thể xem video về kỹ thuật dưới đây.
Dickey cho biết: “Sự thay đổi về sức căng bề mặt là một trong những thay đổi lớn nhất từng được ghi nhận, điều đáng chú ý là nó có thể được kiểm soát ở điện áp dưới một volt”.“Chúng tôi có thể sử dụng kỹ thuật này để điều khiển chuyển động của kim loại lỏng, cho phép chúng tôi thay đổi hình dạng của ăng-ten và tạo hoặc ngắt mạch.Nó cũng có thể được sử dụng trong các kênh vi lỏng, MEMS hoặc các thiết bị quang tử và quang học.Nhiều vật liệu tạo thành các oxit bề mặt, vì vậy nghiên cứu này có thể được mở rộng ra ngoài các kim loại lỏng được nghiên cứu ở đây”.
Phòng thí nghiệm của Dickey trước đây đã trình diễn phương pháp “in 3D” kim loại lỏng sử dụng lớp oxit hình thành trong không khí để giúp kim loại lỏng giữ được hình dạng – tương tự như những gì lớp oxit làm với hợp kim trong dung dịch kiềm..
Dickey cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng các oxit hoạt động khác nhau trong môi trường cơ bản so với trong không khí xung quanh”.
Thông tin bổ sung: Bài viết “Hoạt động bề mặt khổng lồ và có thể chuyển đổi của kim loại lỏng thông qua quá trình oxy hóa bề mặt” sẽ được đăng trên Internet vào ngày 15 tháng 9 trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia:
Nếu bạn gặp lỗi đánh máy, thiếu chính xác hoặc muốn gửi yêu cầu chỉnh sửa nội dung của trang này, vui lòng sử dụng biểu mẫu này.Đối với các câu hỏi chung, vui lòng sử dụng mẫu liên hệ của chúng tôi.Đối với phản hồi chung, vui lòng sử dụng phần bình luận công khai bên dưới (vui lòng đưa ra khuyến nghị).
Phản hồi của bạn rất quan trọng với chúng tôi.Tuy nhiên, do số lượng tin nhắn lớn nên chúng tôi không thể đảm bảo sẽ phản hồi cho từng cá nhân.
Địa chỉ email của bạn chỉ được sử dụng để cho người nhận biết ai đã gửi email.Địa chỉ của bạn cũng như địa chỉ của người nhận sẽ không được sử dụng cho bất kỳ mục đích nào khác.Thông tin bạn đã nhập sẽ xuất hiện trong email của bạn và sẽ không được Phys.org lưu trữ dưới bất kỳ hình thức nào.
Nhận thông tin cập nhật hàng tuần và/hoặc hàng ngày trong hộp thư đến của bạn.Bạn có thể hủy đăng ký bất cứ lúc nào và chúng tôi sẽ không bao giờ chia sẻ dữ liệu của bạn với bên thứ ba.
Trang web này sử dụng cookie để hỗ trợ điều hướng, phân tích việc bạn sử dụng dịch vụ của chúng tôi, thu thập dữ liệu để cá nhân hóa quảng cáo và cung cấp nội dung từ bên thứ ba.Bằng cách sử dụng trang web của chúng tôi, bạn thừa nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách quyền riêng tư và Điều khoản sử dụng của chúng tôi.