Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte desenvolveram um método para controlar a tensão superficial de metais líquidos aplicando tensões extremamente baixas, abrindo as portas para uma nova geração de circuitos eletrônicos reconfiguráveis, antenas e outras tecnologias.Este método baseia-se no fato de que a “pele” de óxido do metal, que pode ser depositada ou removida, atua como surfactante, reduzindo a tensão superficial entre o metal e o líquido circundante.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Os pesquisadores usaram uma liga de metal líquido de gálio e índio.No substrato, a liga nua tem uma tensão superficial extremamente alta, cerca de 500 milinewtons (mN)/metro, o que faz com que o metal forme manchas esféricas.
“Mas descobrimos que a aplicação de uma pequena carga positiva – inferior a 1 volt – causou uma reação eletroquímica que formou uma camada de óxido na superfície do metal, o que reduziu significativamente a tensão superficial de 500 mN/m para cerca de 2 mN/m. m.”disse Michael Dickey, Ph.D., professor associado de engenharia química e biomolecular na Carolina do Norte e autor sênior do artigo que descreve o trabalho.“Essa mudança faz com que o metal líquido se expanda como uma panqueca sob a força da gravidade.”
Os pesquisadores também mostraram que a mudança na tensão superficial é reversível.Se os pesquisadores mudarem a polaridade da carga de positiva para negativa, o óxido é removido e a alta tensão superficial retorna.A tensão superficial pode ser ajustada entre esses dois extremos alterando a tensão em pequenos incrementos.Você pode assistir ao vídeo da técnica abaixo.
“A mudança resultante na tensão superficial é uma das maiores já registradas, o que é notável dado que pode ser controlada a menos de um volt”, disse Dickey.“Podemos usar essa técnica para controlar o movimento de metais líquidos, o que nos permite alterar o formato das antenas e abrir ou quebrar circuitos.Também pode ser usado em canais microfluídicos, MEMS ou dispositivos fotônicos e ópticos.Muitos materiais formam óxidos superficiais, portanto este trabalho pode ser estendido além dos metais líquidos estudados aqui.”
O laboratório de Dickey já demonstrou um método de “impressão 3D” de metal líquido que usa uma camada de óxido que se forma no ar para ajudar o metal líquido a manter sua forma – semelhante ao que uma camada de óxido faz com uma liga em solução alcalina..
“Acreditamos que os óxidos se comportam de maneira diferente em ambientes básicos e no ar ambiente”, disse Dickey.
Informações adicionais: O artigo “Atividade de superfície gigante e comutável de metal líquido através da oxidação de superfície” será publicado na Internet em 15 de setembro no Proceedings of the National Academy of Sciences:
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