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研究前沿:Appl. Mater. Today-千变万化的液态金属气泡
今日新材料
今日新材料
2023-01-06
日常泡状物,大多在水基或脂基溶液体系中产生,这些溶液的表面张力,通常低于100mN/m。近日,清华大学与中科院理化技术研究所刘静研究团队在Applied Materials Today上发文,以表面张力可达水的9倍的液态金属为基础,构建出一种全新概念的液态金属气泡系统。在液态金属中,构建“成氧化膜”及“去氧化膜”环境,对其表面氧化膜予以调控,实现了对液态金属表面的精确调节。
选取了空气、0.5mol/L氢氧化钠溶液,及质量分数为30%过氧化氢溶液,作为介质环境,以镓铟合金(eGaIn)及镓铟锡合金(Galinstan)作为反应金属,向其中以不同流速充入气体。根据充气速率的不同,可观察到液态金属表面鼓起,并形成周期性的半球形气泡。
图1 日常场景中常见的气泡及液态金属气泡相关原理。
图2. 液态金属在不同介质中表面氧化膜性质表征。
不同介质环境下,eGaIn及Galinstan气泡生成至破灭的全周期过程,主要分为初始、膨胀、消失及破灭四个阶段。液态金属气泡的气泡壁表现为氧化物-液态金属-氧化物的三明治结构。通过对“成膜剂”和“去膜剂”的不同组合,可以实现对液态金属表面更为多样的形态调控。
图3. 不同介质对液态金属表面氧化膜的调控作用。
图4 基于对液态金属表面形态调控的周期性电路设计。
文献链接:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2352940721002158
DOI: 10.1016/j.apmt.2021.101151
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/H9e-faTfCSjWTrT4Zuz9GA
本文节选自“高分子科学前沿”略有删减。
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