یک zap کنترل فلز مایع در دمای اتاق

یک روش جدید اجازه می دهد تا محققان به تولید جریان از فلز مایع در دمای اتاق است.

با اعمال یک ولتاژ پایین به فلز مایع محققان قادر به لحن آن سطح تنش در سراسر حداقل سه سفارشات از قدر.

“مایعات می خواهید به شکل قطرات چرا که باعث کاهش سطح آنها انرژی می گوید:” مایکل كبس (كفس) استاد شیمیایی و biomolecular engineering در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و co-نویسنده مسئول از مطالعه آینده در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.

“و این به ویژه برای فلزات مایع زیرا آنها بسیار بالاتر از سطح تنش نسبت به مایعات دیگر.”

On the left a drop of liquid metal falls. On the right, the metal turns into a stream with the diameter of a human hair
یک قطره کوچک از فلز مایع تبدیل می شود به یک جریان فلز مایع زمانی که ولتاژ اعمال می شود. (اعتبار: NC State)

کشش سطحی اندازه گیری در واحد millinewtons در هر متر مربع. اکثر مایعات مانند بنزین و یا آب دارای کشش سطحی بین مقادیر 20 و 72 millinewtons در هر متر مربع. گالیم آلیاژهای که محققان در این مطالعه یک سطح تنش حداقل 500 millinewtons در هر متر مربع.

“ما می تواند به کاهش سطح تنش از 500 به 0.1 با استفاده از کمتر از یک ولت می گوید:” اولین نویسنده Minyung آهنگ که به تازگی در دفاع از دکترای خود را. “و این که به طور کامل تغییر چگونه فلز مایع رفتار می کند.”

اگر شما شروع به فشردن گالیم ایندیم آلیاژ از یک نازل آن را به شکل یک قطره کوچک با توجه به بالا بودن سطح تنش است. اگر شما می خواستم برای ایجاد یک جریان مایع فلزی شما می خواهم که به درخواست بالا به اندازه کافی جریان رای به خارج کردن آن را به سرعت از نازل. اما حتی پس از آن و در نتیجه جریان نمی تواند بسیار پایدار است.

اما استفاده از ولتاژ پایین به فلز مایع که فلزی است که در زیر آب ایجاد یک لایه نازک از اکسید در سطح. این اجازه می دهد تا محققان به ایجاد جریان در حال اجرا از فلز مایع که از قطر یک موی انسان—و کم جریان رای.

“این اکسید عمل می کند مانند صابون مولکول آیا برای آب و کاهش سطح تنش و کاهش مایع تمایل به مهره های بالا می گوید:” co-نویسنده مسئول از مطالعه کارن با یک استاد فیزیک “اما در اینجا اثر به طور کامل برگشت پذیر با خاموش کردن ولتاژ. شما نمی توانید به راحتی این صابون از آب است.”

هنگامی که ولتاژ اعمال می شود به حرکت فلز مایع آن به طور موثر ایجاد یک جریان اکسید پوست است که اجرا می شود در امتداد سطح فلز مایع. به عبارت دیگر لایه اکسیدی نیست استاتیک—همه چیز جریان پیوسته از نازل مانند یک سیم.

در این روش محققان یک معامله بزرگ از کنترل بیش از فلز مایع رفتار زیرا تا به یک نقطه بالاتر از ولتاژ اعمال آنها را به مایع فلز پایین تر از فلز مایع سطح تنش است. اما در بالاترین ولتاژ لایه اکسیدی به شکل یک پوسته ضخیم است که مختل راه های فلزی جریان می یابد. این نتایج در یک جریان سیال است که شبیه چکیدن موم.

این تیم تحقیقات قبلا نشان داده است که استفاده از ولتاژ پایین به یک فلز مایع قطره در حالت استراحت کاهش می دهد و سطح آن تنش و باعث می شود آن را به شکل الگوهای فراکتال. که مطالعه نیز انجام شده بر روی فلز مایع در زیر آب. این مطالعه جدید برای اولین بار به آدرس چه اتفاقی می افتد زمانی که فلز مایع در حال حرکت است.

“ما فقط شروع به کشف طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی بالقوه برای این روش” Dickey می گوید. “یک ایده می تواند به طور موثر ایجاد مایع فلزی سیم در دمای اتاق. اگر شما قفس یا جعبه گذاردن آنها در یک الاستیک غلاف شما می خواهم که کشش سیم. آن را نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد به عنوان یک ابزار جدید برای بررسی و کنترل رفتار سیالات.

“این هیجان انگیز است چرا که بیش از 100 سال از مطالعات علمی نشان می دهد مایع جریان شکستن به قطرات است. ما در بر داشت یک راه ساده برای ایجاد ثبات در این جریان است.”

بنیاد ملی علوم حمایت از کار.

منبع: NC State

tinyurlis.gdclck.ruulvis.net