नॉर्थ कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने बेहद कम वोल्टेज लगाकर तरल धातुओं की सतह के तनाव को नियंत्रित करने की एक विधि विकसित की है, जिससे नई पीढ़ी के पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, एंटेना और अन्य प्रौद्योगिकियों का द्वार खुल गया है।यह विधि इस तथ्य पर निर्भर करती है कि धातु की ऑक्साइड "त्वचा", जिसे जमा या हटाया जा सकता है, एक सर्फेक्टेंट के रूप में कार्य करती है, जिससे धातु और आसपास के तरल के बीच सतह का तनाव कम हो जाता है।googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
शोधकर्ताओं ने गैलियम और इंडियम के तरल धातु मिश्र धातु का उपयोग किया।सब्सट्रेट में, नंगे मिश्र धातु में अत्यधिक उच्च सतह तनाव होता है, लगभग 500 मिलीन्यूटन (एमएन)/मीटर, जिसके कारण धातु गोलाकार पैच बनाती है।
"लेकिन हमने पाया कि एक छोटे से सकारात्मक चार्ज - 1 वोल्ट से कम - के अनुप्रयोग से एक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया हुई, जिसने धातु की सतह पर एक ऑक्साइड परत बनाई, जिसने सतह के तनाव को 500 mN/m से लगभग 2 mN/m तक कम कर दिया। एम।"माइकल डिकी, पीएच.डी., उत्तरी कैरोलिना राज्य में रसायन और जैव-आणविक इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर और काम का वर्णन करने वाले पेपर के वरिष्ठ लेखक ने कहा।"यह परिवर्तन गुरुत्वाकर्षण बल के तहत तरल धातु को पैनकेक की तरह विस्तारित करने का कारण बनता है।"
शोधकर्ताओं ने यह भी दिखाया कि सतह के तनाव में परिवर्तन प्रतिवर्ती है।यदि शोधकर्ता चार्ज की ध्रुवीयता को सकारात्मक से नकारात्मक में बदलते हैं, तो ऑक्साइड हटा दिया जाता है और उच्च सतह तनाव वापस आ जाता है।तनाव को छोटी वृद्धि में बदलकर सतह तनाव को इन दो चरम सीमाओं के बीच समायोजित किया जा सकता है।आप नीचे दी गई तकनीक का वीडियो देख सकते हैं.
डिकी ने कहा, "सतह तनाव में परिणामी परिवर्तन अब तक दर्ज किए गए सबसे बड़े बदलावों में से एक है, जो उल्लेखनीय है क्योंकि इसे एक वोल्ट से भी कम पर नियंत्रित किया जा सकता है।"“हम इस तकनीक का उपयोग तरल धातुओं की गति को नियंत्रित करने के लिए कर सकते हैं, जो हमें एंटेना के आकार को बदलने और सर्किट बनाने या तोड़ने की अनुमति देता है।इसका उपयोग माइक्रोफ्लुइडिक चैनल, एमईएमएस, या फोटोनिक और ऑप्टिकल उपकरणों में भी किया जा सकता है।कई सामग्रियां सतह ऑक्साइड बनाती हैं, इसलिए इस कार्य को यहां अध्ययन की गई तरल धातुओं से आगे भी बढ़ाया जा सकता है।
डिकी की प्रयोगशाला ने पहले एक तरल धातु "3डी प्रिंटिंग" विधि का प्रदर्शन किया है जो एक ऑक्साइड परत का उपयोग करती है जो तरल धातु को अपना आकार बनाए रखने में मदद करने के लिए हवा में बनती है - ठीक उसी तरह जैसे एक ऑक्साइड परत एक क्षारीय घोल में मिश्र धातु के साथ करती है।.
डिकी ने कहा, "हमें लगता है कि बुनियादी वातावरण में ऑक्साइड परिवेशीय वायु की तुलना में अलग तरह से व्यवहार करते हैं।"
अतिरिक्त जानकारी: लेख "सतह ऑक्सीकरण के माध्यम से तरल धातु की विशाल और परिवर्तनीय सतह गतिविधि" 15 सितंबर को नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही में इंटरनेट पर प्रकाशित किया जाएगा:
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