Peeglid ja muud peegeldavad optilised komponendid luuakse tavaliselt optiliste katete või poleerimisprotsesside abil. Teadlaste lähenemisviis, mille töötas välja Kysuhu ülikooli Yuji Oki juhitud meeskond koostöös Põhja-Carolina osariigi ülikooli meeskonnaga Michael Dickey juhtimisel, kasutas vedelale metallile peegeldava pinna loomiseks elektriajamiga pöörduvat keemilist reaktsiooni.

Peegeldava ja hajutava oleku vahel saab vahetada vaid 1,4 V, umbes sama pingega, mida kasutatakse tüüpilise LED-i valgustamiseks, ja ümbritseva õhu temperatuuril.

Teadlased on välja töötanud viisi vedela metalli pinna dünaamiliseks vahetamiseks peegeldava (ülemine vasak ja parem parem) ja hajutatud oleku (ülemine parem ja alumine vasak) vahel. Elektri kasutamisel oksüdeerib pöördmetall keemiline reaktsioon vedelat metalli, tekitades kriimustusi, mis muudavad metalli laiali. Keushuke Nakakubo nõusolek, Kyushu ülikool.

"Lähitulevikus võiks seda tehnoloogiat kasutada meelelahutuseks ja kunstiliseks väljendamiseks tööriistade loomiseks, mida pole kunagi varem olnud," ütles Oki. "Arendamise abil võib olla võimalik laiendada seda tehnoloogiat selliseks, mis toimib sarnaselt 3D-printimisega vedelatest metallidest elektrooniliselt juhitava optika tootmiseks. See võimaldaks valguspõhistes tervisekontrolliseadmetes kasutatavat optikat hõlpsasti ja odavalt valmistada maailma piirkondades, kus puuduvad meditsiinilaborite võimalused. "

Töös lõid teadlased sisseehitatud voolukanali abil reservuaari. Seejärel kasutasid nad optiliste pindade moodustamiseks "tõukejõu meetodit", pumbates kas galliumil põhinevat vedelat metalli reservuaari või imedes selle välja. Seda protsessi kasutati kumerate, tasaste või nõgusate pindade loomiseks, millel kõigil olid erinevad optilised omadused.

Elektri kasutamisest indutseeris meeskond pöörduva keemilise reaktsiooni, mis oksüdeerib vedelat metalli protsessi käigus, mis muudab vedeliku mahtu nii, et pinnale tekivad paljud väikesed kriimustused, mis põhjustavad valguse hajumist.

Kui elektrit rakendatakse vastupidises suunas, naaseb vedel metall algsesse olekusse. Vedela metalli pindpinevus eemaldab kriimustused, viies selle tagasi peegeldava peegli olekusse.

"Meie eesmärk oli kasutada oksüdatsiooni, et muuta pindpinevust ja tugevdada vedela metalli pinda," ütles Oki. „Siiski leidsime, et teatud tingimustel muutub pind spontaanselt hajuvaks pinnaks. Selle asemel, et pidada seda ebaõnnestumiseks, optimeerisime tingimusi ja kontrollisime nähtust. "

Katsed näitasid, et pinge muutmine pinnal −800 mV-lt +800 mV-le vähendaks valguse intensiivsust, kui pind muutuks peegeldavast hajutiks. Elektrokeemilised mõõtmised näitasid, et hea reprodutseeritavusega redoksreaktsioonide tekitamiseks piisas 1,4 V pingemuutusest.

"Samuti leidsime, et teatud tingimustel võib pind olla veidi oksüdeerunud ja säilitada sileda peegeldava pinna," ütles Oki. "Selle juhtimisega võib selle lähenemisviisi abil olla võimalik luua veelgi mitmekesisemaid optilisi pindu, mis võivad viia rakendusteni täiustatud seadmetes, näiteks biokeemilistes kiipides, või kasutada 3D-prinditud optiliste elementide valmistamiseks."