Els miralls i altres components òptics reflectants es creen normalment mitjançant l'ús de recobriments òptics o processos de polit. L’enfocament dels investigadors, desenvolupat per un equip dirigit per Yuji Oki de la Universitat de Kysuhu en col·laboració amb un equip de la Universitat Estatal de Carolina del Nord dirigit per Michael Dickey, va utilitzar una reacció química reversible impulsada elèctricament per crear una superfície reflectant sobre el metall líquid.

El canvi entre l'estat reflectant i el de dispersió es pot fer amb només 1,4 V, aproximadament el mateix voltatge que s'utilitza per encendre un LED típic i a temperatures ambientals.

Els investigadors han desenvolupat una manera de canviar dinàmicament la superfície del metall líquid entre els estats reflectant (superior esquerre i inferior dret) i de dispersió (superior dret i inferior esquerre). Quan s’aplica electricitat, una reacció química reversible oxida el metall líquid, creant rascades que fan que el metall es dispersi. Cortesia de Keisuke Nakakubo, Universitat de Kyushu.

"En un futur immediat, aquesta tecnologia es podria utilitzar per crear eines per a l'entreteniment i l'expressió artística que mai abans no estaven disponibles", va dir Oki. “Amb un desenvolupament més gran, podria ser possible expandir aquesta tecnologia en alguna cosa que funcioni de la mateixa manera que la impressió 3D per produir òptiques controlades electrònicament de metalls líquids. Això podria permetre que les òptiques utilitzades en dispositius de proves de salut basades en la llum es fabriquin fàcilment i econòmicament en zones del món que no tenen instal·lacions de laboratori mèdic ".

En el treball, els investigadors van crear un embassament mitjançant un canal de flux incrustat. Després van utilitzar un "mètode push-pull" per formar superfícies òptiques mitjançant el bombament de metall líquid a base de gal·li al dipòsit o aspirant-lo. Aquest procés es va utilitzar per crear superfícies convexes, planes o còncaves, cadascuna amb característiques òptiques diferents.

A partir de l’aplicació d’electricitat, l’equip va induir una reacció química reversible, que oxida el metall líquid en un procés que modifica el volum del líquid de manera que es creen moltes petites ratllades a la superfície, que fan que la llum es dispersi.

Quan l’electricitat s’aplica en sentit contrari, el metall líquid torna al seu estat original. La tensió superficial del metall líquid elimina les ratllades i torna a un estat de mirall reflectant net.

"La nostra intenció era utilitzar l'oxidació per canviar la tensió superficial i reforçar la superfície del metall líquid", va dir Oki. “No obstant això, vam trobar que, en determinades condicions, la superfície es transformaria espontàniament en una superfície dispersa. En lloc de considerar això un fracàs, vam optimitzar les condicions i vam verificar el fenomen ".

Les proves van demostrar que canviar la tensió a la superfície de -800 mV a +800 mV disminuiria la intensitat de la llum a mesura que la superfície canviava de reflectant a dispersió. Les mesures electroquímiques van revelar que un canvi de voltatge d’1,4 V era suficient per crear reaccions redox amb una bona reproductibilitat.

"També vam trobar que, en determinades condicions, la superfície es pot oxidar lleugerament i mantenir una superfície reflectant suau", va dir Oki. "Controlant això, podria ser possible crear superfícies òptiques encara més diverses utilitzant aquest enfocament que podria conduir a aplicacions en dispositius avançats com ara xips bioquímics o que es poguessin utilitzar per fabricar elements òptics impresos en 3D".