Net zoals een kameleon zijn huidskleur verandert als reactie op zijn omgeving, ingenieurs hebben een manier gevonden waarop vloeibaar metaal - en mogelijk vast metaal - de oppervlaktestructuur kan veranderen als reactie op warmte.

Door deeltjes van vloeibare metaallegeringen met warmte te behandelen, worden ze ruwer met kleine bolletjes of nanodraden, Ingenieurs van de Iowa State University rapporteerden in een paper op de omslag van het nummer van 2 januari van het tijdschrift Angewandte Chemie .

Beheers de hitte en u kunt de oppervlaktepatronen regelen, zei Martin Thuo, een assistent-professor materiaalkunde en techniek in de staat Iowa, een mede-oprichter van Ames startup SAFI-Tech Inc. en hoofdauteur van het artikel.

En waar zou dat afstembare oppervlaktepatroon toe kunnen leiden?

De technologie kan "het ontwerp inspireren van 'slimme' legeringssystemen die de oppervlaktepatronen en hun samenstelling evolueren met temperatuur (of analoge stimuli) voor toepassingen variërend van detectie tot katalyse, " Thuo en zijn onderzoeksteam schreven in hun paper.

De co-auteurs van het artikel zijn Andrew Martin en Winnie Kiarie, Iowa State doctoraatsstudenten in materiaalkunde en techniek; en Boyce Chang, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Californië, Berkeley, die zijn doctoraat behaalde in de staat Iowa.

Het onderzoeksteam begon met een vloeibare metaallegering van gallium, indium en tin gesynthetiseerd tot deeltjes bedekt met een gladde oxideschil die chemisch is gestabiliseerd. Als de deeltjes worden verwarmd, het oppervlak wordt dikker en stijver en begint zich meer als een vaste stof te gedragen.

Uiteindelijk breekt het oppervlak, waardoor het vloeibare metaal binnenin naar de oppervlakte kan komen. De meest reactieve, gallium, breekt eerst door. Meer warmte brengt indium naar de oppervlakte. En de hoogste hitte - ongeveer 1, 600 graden Fahrenheit - brengt roosjes tin tevoorschijn.

Door deze beweging van de onderlaag naar het oppervlak kan een vloeibaar metaaldeeltje "zijn samenstelling continu omkeren onder thermische stimuli, ’ schreven de onderzoekers in de krant.

"De deeltjes reageren op een bepaald niveau van warmte en geven een specifiek element vrij op basis van temperatuur, net zoals een kameleon reageert op de kleur van zijn omgeving, "Zei Thuo. "Daarom zeggen we dat het kameleonmetalen zijn - maar reageren op hitte, niet te kleuren zoals het reptiel doet."

Kiarie zei dat de metaaldeeltjes reageren op een zeer gecontroleerde omgeving - tijd, temperatuur en zuurstofgehalte worden zorgvuldig gecontroleerd door de onderzoekers.

Zo kunnen de onderzoekers de exacte oppervlaktetextuur van de deeltjes voorspellen en programmeren.

Martin zei dat de technologie kan worden gebruikt om de prestaties van een metaal als katalysator of het vermogen om verbindingen te absorberen te verfijnen.

De onderzoekers zeggen ook dat de technologie zal werken met andere metaallegeringen.

"Dit is niet uniek voor deze materialen, " zei Thuo. "Dit is een gedrag van metalen in het algemeen. Andere metalen die aan dezelfde behandeling worden onderworpen, moeten dit doen. Dit is een universele eigenschap van metalen."

Dat zou van kameleonmetalen een zeer interessante en nuttige technologie kunnen maken:"Als je praat over slimme materialen, polymeren komen voor de geest, " zei Thuo. "Maar metalen kunnen dit, te. Maar het is een groot beest - je moet alleen weten hoe je het moet temmen."