חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט פיתחו שיטה לשלוט במתח הפנים של מתכות נוזליות על ידי הפעלת מתחים נמוכים במיוחד, מה שפותח את הדלת לדור חדש של מעגלים אלקטרוניים, אנטנות וטכנולוגיות אחרות הניתנים להגדרה מחדש.שיטה זו מסתמכת על העובדה ש"עור" התחמוצת של המתכת, שניתן להפקיד או להסיר, פועל כחומר פעיל שטח, ומפחית את מתח הפנים בין המתכת לנוזל שמסביב.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
החוקרים השתמשו בסגסוגת מתכת נוזלית של גליום ואינדיום.במצע, לסגסוגת החשופה יש מתח פנים גבוה במיוחד, כ-500 מילינוטון (mN)/מטר, מה שגורם למתכת ליצור כתמים כדוריים.
"אבל מצאנו שהיישום של מטען חיובי קטן - פחות מ-1 וולט - גרם לתגובה אלקטרוכימית שיצרה שכבת תחמוצת על פני המתכת, מה שהפחית משמעותית את מתח הפנים מ-500 mN/m לכ-2 mN/ M."אמר מייקל דיקי, Ph.D., פרופסור חבר להנדסה כימית וביו-מולקולרית במדינת צפון קרוליינה ומחבר בכיר של המאמר המתאר את העבודה."השינוי הזה גורם למתכת הנוזלית להתרחב כמו פנקייק תחת כוח הכבידה."
החוקרים גם הראו שהשינוי במתח הפנים הוא הפיך.אם החוקרים משנים את הקוטביות של המטען מחיובי לשלילי, התחמוצת מוסרת ומתח הפנים הגבוה חוזר.ניתן לכוונן את מתח הפנים בין שני הקצוות הללו על ידי שינוי הלחץ במרווחים קטנים.אתה יכול לצפות בסרטון של הטכניקה למטה.
"השינוי שנוצר במתח פני השטח הוא אחד הגדולים שנרשמו אי פעם, וזה מדהים בהתחשב בכך שניתן לשלוט בו בפחות מוולט", אמר דיקי."אנחנו יכולים להשתמש בטכניקה הזו כדי לשלוט בתנועה של מתכות נוזליות, מה שמאפשר לנו לשנות את צורת האנטנות וליצור או לשבור מעגלים.זה יכול לשמש גם בערוצים מיקרופלואידיים, MEMS, או התקנים פוטוניים ואופטיים.חומרים רבים יוצרים תחמוצות פני השטח, כך שניתן להרחיב את העבודה הזו מעבר למתכות הנוזליות שנחקרו כאן".
המעבדה של דיקי הדגימה בעבר שיטת "הדפסת תלת מימד" מתכת נוזלית המשתמשת בשכבת תחמוצת הנוצרת באוויר כדי לעזור למתכת הנוזלית לשמור על צורתה - בדומה למה ששכבת תחמוצת עושה עם סגסוגת בתמיסה אלקלית..
"אנחנו חושבים שהתחמוצות מתנהגות אחרת בסביבות בסיסיות מאשר באוויר הסביבה," אמר דיקי.
מידע נוסף: המאמר "פעילות משטח ענקית וניתנת להחלפה של מתכת נוזלית באמצעות חמצון פני השטח" יפורסם באינטרנט ב-15 בספטמבר ב-Proceedings of the National Academy of Sciences:
אם אתה נתקל בשגיאת הקלדה, באי דיוק או ברצונך להגיש בקשה לעריכת תוכן דף זה, אנא השתמש בטופס זה.לשאלות כלליות, אנא השתמש בטופס יצירת הקשר שלנו.למשוב כללי, אנא השתמש בסעיף ההערות הציבוריות למטה (המלצות בבקשה).
המשוב שלך חשוב לנו מאוד.עם זאת, בשל נפח ההודעות, איננו יכולים להבטיח תגובות בודדות.
כתובת האימייל שלך משמשת רק כדי ליידע את הנמענים מי שלח את המייל.לא הכתובת שלך ולא כתובת הנמען ישמשו לכל מטרה אחרת.המידע שהזנת יופיע בדוא"ל שלך ולא יאוחסן על ידי Phys.org בשום צורה.
קבל עדכונים שבועיים ו/או יומיים בתיבת הדואר הנכנס שלך.אתה יכול לבטל את המנוי בכל עת ולעולם לא נשתף את הנתונים שלך עם צדדים שלישיים.
אתר זה משתמש בקובצי Cookie כדי להקל על הניווט, לנתח את השימוש שלך בשירותים שלנו, לאסוף נתונים כדי להתאים אישית מודעות ולספק תוכן מצדדים שלישיים.על ידי שימוש באתר האינטרנט שלנו, אתה מאשר שקראת והבנת את מדיניות הפרטיות ותנאי השימוש שלנו.