Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un método para controlar la tensión superficial de metales líquidos aplicando voltajes extremadamente bajos, abriendo la puerta a una nueva generación de circuitos electrónicos reconfigurables, antenas y otras tecnologías.Este método se basa en el hecho de que la “piel” de óxido del metal, que puede depositarse o eliminarse, actúa como tensioactivo, reduciendo la tensión superficial entre el metal y el líquido circundante.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Los investigadores utilizaron una aleación de metal líquido de galio e indio.En el sustrato, la aleación desnuda tiene una tensión superficial extremadamente alta, alrededor de 500 milinewtons (mN)/metro, lo que hace que el metal forme parches esféricos.
“Pero descubrimos que la aplicación de una pequeña carga positiva (menos de 1 voltio) provocó una reacción electroquímica que formó una capa de óxido en la superficie del metal, lo que redujo significativamente la tensión superficial de 500 mN/m a aproximadamente 2 mN/mN. metro."dijo Michael Dickey, Ph.D., profesor asociado de ingeniería química y biomolecular en el estado de Carolina del Norte y autor principal del artículo que describe el trabajo."Este cambio hace que el metal líquido se expanda como un panqueque bajo la fuerza de la gravedad".
Los investigadores también demostraron que el cambio en la tensión superficial es reversible.Si los investigadores cambian la polaridad de la carga de positiva a negativa, se elimina el óxido y regresa la alta tensión superficial.La tensión superficial se puede ajustar entre estos dos extremos cambiando la tensión en pequeños incrementos.Puedes ver el vídeo de la técnica a continuación.
"El cambio resultante en la tensión superficial es uno de los mayores jamás registrados, lo cual es notable dado que puede controlarse con menos de un voltio", dijo Dickey.“Podemos utilizar esta técnica para controlar el movimiento de metales líquidos, lo que nos permite cambiar la forma de las antenas y abrir o cerrar circuitos.También se puede utilizar en canales de microfluidos, MEMS o dispositivos fotónicos y ópticos.Muchos materiales forman óxidos superficiales, por lo que este trabajo puede extenderse más allá de los metales líquidos estudiados aquí”.
El laboratorio de Dickey ha demostrado previamente un método de “impresión 3D” de metal líquido que utiliza una capa de óxido que se forma en el aire para ayudar al metal líquido a conservar su forma, similar a lo que hace una capa de óxido con una aleación en una solución alcalina..
"Creemos que los óxidos se comportan de manera diferente en ambientes básicos que en el aire ambiente", dijo Dickey.
Información adicional: El artículo “Actividad superficial gigante y conmutable del metal líquido a través de la oxidación superficial” se publicará en Internet el 15 de septiembre en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias:
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