A طريقة لمعالجة التوتر السطحي من المعدن السائل عن طريق الأكسدة السطحية والحد من

We present a method to control the interfacial energy of a liquid metal in an electrolyte via electrochemical deposition (or removal) of a surface oxide layer. This simple method can control the capillary behavior of gallium-based liquid metals by tuning the interfacial energy rapidly, significantly, and reversibly using modest voltages.

السيطرة على التوتر السطحي هو وسيلة فعالة لمعالجة الشكل، والموقف، وتدفق السوائل في جداول طول ملليمتر من الباطن، حيث التوتر السطحي هو القوة المهيمنة. مجموعة متنوعة من أساليب وجود للسيطرة على التوتر السطحي للسوائل المائية والعضوية في هذا النطاق. ومع ذلك، فإن هذه التقنيات فائدة للمعادن سائلة محدودة بسبب التوتر السطحي كبير بهم.

يمكن أن المعادن السائلة تشكل مكونات لينة، للمط، وشكل إعادة التشكيل في الأجهزة الإلكترونية والكهرومغناطيسية. على الرغم من أنه من الممكن التعامل مع هذه السوائل عبر الطرق الميكانيكية (على سبيل المثال، وضخ)، وأساليب الكهربائية هي أسهل للتصغير، والسيطرة، وتنفيذها. ومع ذلك، فإن معظم تقنيات الكهربائية لديها قيود الخاصة: يتطلب electrowetting على اساس عازلة كبيرة (كيلو فولت) إمكانات يشتغل متواضعة، electrocapillarity يمكن أن تؤثر التغيرات الصغيرة نسبيا في التوتر السطحي، وايلى المستمرctrowetting يقتصر على المقابس من المعدن السائل في الشعيرات الدموية.

هنا، فإننا نقدم وسيلة لالمشغلات الغاليوم وسبائك المعدن السائل القائم على الغاليوم عبر رد فعل السطح الكهروكيميائية. السيطرة على إمكانات الكهروكيميائية على سطح المعدن السائل في بالكهرباء بسرعة وعكسية يغير التوتر السطحي بما يزيد عن اثنين من حيث الحجم (̴500 مليون / م إلى ما يقارب الصفر). وعلاوة على ذلك، يتطلب هذا الأسلوب فقط إمكانات متواضعة جدا (<1 V) تطبق نسبة إلى القطب المضاد. ومن المقرر أساسا إلى ترسب الكهروكيميائية من طبقة أكسيد السطح، الذي يعمل بمثابة السطحي التغيير مما أدى إلى التوتر. إزالة أكسيد يزيد من التوتر السطحي، والعكس بالعكس. هذه التقنية يمكن تطبيقها في مجموعة واسعة من الشوارد ومستقلة عن الركيزة التي تستند إليها.

This method provides a simple way to control the surface tension of liquid metals containing gallium. The method uses modest voltages (~1 V) applied directly to the liquid metal (relative to a counter electrode in the presence of electrolyte) to achieve enormous and reversible changes to the surface tension of the metal¹.

Surface tension is a dominant force for liquids at small length scales and is important for a number of capillary phenomena including wetting, spreading, and surface-tension driven flow. Consequently, the ability to control surface tension is a sensible way to manipulate the shape, position, and flow of liquids....

1. التلاعب في التوتر السطحي من المعدن السائل في بالكهرباء

1. أكسدة
   1. صب المنحل بالكهرباء مائي (الحمضية أو الأساسية) في طبق بتري. لضمان أن أكسيد هو إزالتها بالكامل، استخدام حم.......

الشكل 1 ويظهر مثال على تقنية يومين القطب بسيطة للأكسدة والحد منها. في هذا المثال، انخفاض 70 ميكرولتر من المعدن السائل وضعت في 1 M هيدروكسيد الصوديوم الاتصالات الحل الأسلاك النحاسية لتأسيس اتصال الكهربائية. 1 M هيدروكسيد ا.......

يتحكم هذا الأسلوب التوتر السطحي للمعادن على أساس الغاليوم السائلة باستخدام الفولتية صغيرة لدفع ترسب وإزالة أكسيد السطح. على الرغم من أن الأسلوب يعمل فقط في حلول بالكهرباء، أنها بسيطة، ويعمل في مجموعة واسعة من ظروف مختلفة، ولكن هناك الدقيقة الجدير بالذكر. في غياب.......

The authors acknowledge support from Samsung, the NC State Chancellors Innovation Funds, NSF (CAREER CMMI-0954321 and Triangle MRSEC DMR-1121107), and Air Force Research Labs.