液态金属获得新技能:穿墙术

科技工作者之家 2019-11-28

来源:中国科学杂志社

随着《终结者》系列的热映,全世界都认识了“液态金属”。由液态金属构成的机器人可以流动重组,几乎“打不死”。在最新的《终结者6》中,机器人又增加了分身技能——但却还是没能掌握一项古老的东方力量:穿墙术。

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(Tech Insider视频截图)

科幻不够,科学来凑。在最新发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)的文章中,澳大利亚伍伦贡大学超导与电子材料所、澳大利亚基金会国家未来低能电子技术优秀中心王晓临教授团队首次发现了电压诱导的液态金属室温“类超流体”穿越现象。在他们的实验中,对浸没在NaOH溶液中的镓铟锡合金液滴施加电压,液滴表面会迅速形成一层表面氧化物,且表面张力降到几乎为零,由此获得“穿越”海绵体、金属、塑料网、餐巾纸等不同孔径多孔材料的能力

液态金属穿越海绵体

镓铟锡合金液滴是液态金属家族的重要成员,本身具有极大的表面张力,因此在空气或NaOH溶液中呈球状。将液滴置于多孔材料上方时,表面张力与液滴重力相平衡,液态金属无法进入材料中的孔洞。只有对浸润在NaOH溶液中的液滴施加电压时,液态金属表面张力急剧减小到接近于零,重力占据主导地位,液态金属才能进入微孔。进入微孔后,液态金属发生形变,其表面氧化膜也处于动态平衡之中,厚度保持在2-3纳米,使液态金属保持极好的流动性,实现穿越。

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由于这种穿越现象类似于超流体的液体穿透效应,研究者将其称为“类超流体穿越现象”。但值得指出的是,液氦等要在接近绝对零度的极低温度下才能获得不受任何阻力的超流体性能,而本实验中的液态金属可以在室温条件下实现穿越。

在此之前,该团队已在液态金属领域工作多年,发现了非接触瞬间形成图案化、过冷态液态金属同时形变和固化、心脏跳跃等液态金属奇异现象。这项新工作展现了液态金属在微流体领域的更多应用空间,可能应用于对封闭系统内电子电路的修复或调整,也将促进对液态金属潜在流体状态的进一步探索。 

文章信息:

Voltage Induced Penetration Effect in Liquid Metals at Room Temperature 

https://doi.org/10.1093/nsr/nwz168

来源:scichina1950 中国科学杂志社

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MzQ5MzQyNA==&mid=2656801583&idx=1&sn=383203f8f5999e7c8103338856d4027f&chksm=84a10df0b3d684e649ead7a0587707823805974d23d1b1be3ce7f66619f2ca32561e61b54bb1#rd

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