science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wetenschappers vinden lichtgewicht vloeibare metalen materialen uit

Figuur 1. GB-eGaIn. Krediet:LIU Jing

Vloeibaar metaal op kamertemperatuur, bijvoorbeeld op gallium gebaseerde legering, heeft een hoge elektrische en thermische geleidbaarheid, en uitstekende vloeibaarheid. Ze kunnen worden gebruikt in verschillende toepassingsgebieden, zoals flexibele elektronica, draagbare apparaten, biomedische praktijken, exoskeletsystemen en zachte robotica enz. Echter, onderdelen gemaakt van vloeibaar metaal kunnen zwaarder zijn dan niet-metalen onderdelen. De dichtheid van metaal is groter dan niet-metalen materialen zoals polymeer, kunststof en hout.

Onlangs, een gezamenlijk onderzoeksteam onder leiding van Prof. Liu Jing van het Technical Institute of Physics and Chemistry (TIPC) van de Chinese Academy of Sciences en Tsinghua University, stelde een concept voor dat "lichtgewicht vloeibare metalen entiteit" wordt genoemd en bedacht een groep lichtgewicht vloeibare metalen materialen. Het werk is gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen .

In hun werk, een representatief composietmateriaal GB-eGaIn werd vervaardigd op basis van eGaIn en holle glazen bubbel. GB-eGaIn heeft een lage dichtheid, hoge ductiliteit en stijfheidsvariabiliteit.

Volgens hun onderzoek GB-eGaIn kan door zijn hoge hechting tot dunne platen worden gegoten. Het vel kan eenvoudig worden opgerold of gevouwen en via vouwen worden "getransformeerd" naar een 3D-structuur, snijden of assembleren verwerking.

GB-eGaIn plaat presteert ook goed in faseovergang. Door de temperatuurregeling te regelen, het blad kan gemakkelijk tussen volledig zachte staat en stijf metaalvoorwerp verschuiven. De resultaten wezen op het vermogen van GB-eGaIn om op temperatuur afgestemde functionele componenten te construeren.

Figuur 2. Vlakke structuur van GB-eGaI. Krediet:LIU Jing

Combineren met waterdichte verpakkingsmaterialen, GB-eGaIn kan drijvend en zinkend gedrag realiseren door toevoeging van water. Volgens de geregistreerde weerstandsvariatie van dezelfde component, zowel in water als na drogen, onderzoekers van het team van prof. LIU bewezen dat GB-eGaIn slechts een kleine verandering heeft, zelfs na 8 keer hergebruik.

Figuur 3. Zwevend gedrag van GB-eGaIn in vlakke en 3D-structuur. Krediet:LIU Jing

In de studie, ze demonstreerden ook dat GB-eGaIn-componenten in combinatie met magneet kunnen worden bestuurd in beweging, ophangen en zinken onder regulering van extern magnetisch veld en verpakkingsmaterialen. Het bood potentieel gebruik bij het ontwikkelen van geavanceerde slimme onderwaterapparaten.