北卡罗莱纳州立大学马特·希普曼 当液态金属被释放到水中时，其高表面张力使其形成液滴，而不是液流
但是当施加低电压时，表面张力下降，液态金属以丝状细丝的形式流出
学分:宋敏勇，北卡州立大学 北卡罗来纳州立大学的研究人员展示了一种技术，使他们能够在室温下生产液态金属流
通过对液态金属施加低电压，研究人员能够将它的表面张力调整到至少三个数量级
“液体想要形成液滴，因为这降低了它们的表面能，”北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程学教授、该研究的合著者迈克尔·迪基说
“液态金属尤其如此，因为它们的表面张力比其他液体高得多
" 表面张力是以毫牛顿/米为单位测量的
大多数液体，如汽油或水，其表面张力值在20至72毫牛顿/米之间
在美国国家实验室研究中使用的镓合金的表面张力至少为每米500毫牛顿
“我们可以将表面张力从500降低到0
宋敏英说，她最近为自己的博士学位辩护
D
他是这篇论文的第一作者
“这完全改变了液态金属的表现
" 如果你开始从喷嘴中挤出镓铟合金，由于它的高表面张力，它会形成液滴
如果你想产生一股液态金属流，你必须施加足够高的流速，使其从喷嘴中快速喷出
但是即使那样，最终的水流也不会很稳定
然而，当金属在水下时，对液态金属施加低电压会在表面形成一层薄的氧化物
这使得研究人员能够制造出具有人类毛发直径的流动液态金属流——并且流速很低
“这种氧化物的作用就像肥皂分子对水的作用一样，降低了表面张力，减少了液体聚集的趋势，”北卡罗来纳州立大学的物理学教授、该研究的合著者卡伦·丹尼尔斯说，“但在这里，通过关闭电压，这种效应是完全可逆的。”
你不能轻易地把肥皂从水中取出来
" 当对移动的液态金属施加低电压时，它有效地产生沿着液态金属表面流动的氧化皮
换句话说，氧化层不是静止的——整个东西像电线一样稳定地从喷嘴中流出
这项技术让研究人员对液态金属的行为有很大的控制权，因为在某种程度上，他们对液态金属施加的电压越高，液态金属的表面张力就越低
然而，在最高电压下，氧化层会形成一层厚厚的外壳，干扰金属的流动
这导致类似滴蜡的流体流动
该研究小组之前已经表明，对静止的液态金属液滴施加低电压会降低其表面张力，并导致其形成分形图案
这项研究也是在水下液态金属上进行的
这项新的研究首次解决了液态金属运动时发生的情况
“我们才刚刚开始探索这项技术的全部潜在应用，”迪基说
“一个想法是在室温下有效地制造液态金属线
如果你把它们包在一个弹性护套里，你就会有可拉伸的金属丝
它也可以用作研究和控制流体行为的新工具
这很令人兴奋，因为100多年的科学研究表明液体流会分解成液滴
我们已经找到了稳定这些流的简单方法
" 这项名为“克服瑞利-高原不稳定性:通过电化学氧化稳定和不稳定液态金属流”的研究发表在《美国国家科学院院刊》上
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