29.09.2014 | Наука

Инженеры научились дистанционно манипулировать каплей жидкого металла

Инженеры из университета Северной Каролины (США) представили методику контроля поверхностного натяжения жидких металлов при очень низком напряжении.

Таким образом, их исследование приблизило тот день, когда люди смогут пользоваться электроникой, меняющей форму, самовосстанавливающимися устройствами или даже роботами, которые умеют самостоятельно собираться и изменять своё агрегатное состояние. Подробнее о нем — в публикации в журнале PNAS.

В эксперименте исследователи использовали жидкий сплав галлия и индия. Выбор пал именно на эти металлы, поскольку сплав двух этих металлов превращается в жидкость уже при комнатной температуре (галлий плавится при температуре около 29°C, в то время как индий имеет температуру плавления около 156°C).

Галлий и индий вместе образуют так называемый эвтектический сплав: по отдельности два металла имеют одни температуры плавления, но вместе превращаются в жидкость при другой (и, что важно, удобной для ученых) температуре.

Еще одним важным свойством того эвтектического сплава, что использовали ученые из университета Северной Каролины, является исключительно высокое поверхностное натяжение. В этом случае оно составляет около 500 миллиньютонов на метр. Это означает, что капля сплава, находясь на плоской поверхности в состоянии покоя, будет представлять собой почти идеальный шар, и такую форму она будет удерживать до вмешательства извне.

Исследователи обнаружили, что если этой системе сообщить небольшое напряжение, скажем, менее одного вольта, то поверхностное натяжение существенно уменьшится, и идеальная сфера сплава примет плоскую форму. Но как только напряжение удаляется, высокое поверхностное натяжение возвращается, и капля вновь принимает форму идеального шара.

От сообщаемого напряжения также зависит вязкость капли. Другими словами, жидкий металл можно удерживать в различных состояниях при разной степени густоты — от изначальных 500 мН/м вплоть до 2 мН/м.

Такие свойства сплава позволят расширить применение электронных устройств, уверены инженеры. Авторы исследования сообщают в пресс-релизе, что если бы жидкий металл принял бы форму антенны, к примеру, то такая антенна смогла бы принимать и передавать гораздо более широкий спектр различных длин волн, чем уже существующие аналоги.

ВестиRu