A Liquid Metal kapcsolható tükröket tesz lehetővé

A tükrök és más fényvisszaverő optikai alkatrészek jellemzően optikai bevonatok vagy polírozási eljárások segítségével jönnek létre. A kutatók megközelítése, amelyet a Kysuhu Egyetem Yuji Oki által vezetett csoport dolgozott ki az észak-karolinai Állami Egyetem Michael Dickey vezette csapatával együttműködve, elektromos meghajtású reverzibilis kémiai reakcióval reflektív felületet hozott létre a folyékony fémen.

A fényvisszaverő és a szórási állapot közötti váltás mindössze 1,4 V feszültséggel történhet, kb. Azonos feszültséggel, amelyet egy tipikus LED megvilágítására használnak, és környezeti hőmérsékleten.
A kutatók kifejlesztettek egy módszert a folyékony fém felületének dinamikus átkapcsolására a fényvisszaverő (bal felső és jobb alsó) és a szórási állapotok között (jobb felső és bal alsó).  Elektromos áram alkalmazása esetén a reverzibilis kémiai reakció oxidálja a folyékony fémet, karcolódásokat okozva, amelyek a fémet szétszórják.  Keisuke Nakakubo, Kyushu Egyetem jóvoltából.


A kutatók kifejlesztettek egy módszert a folyékony fém felületének dinamikus átkapcsolására a fényvisszaverő (bal felső és jobb alsó) és a szórási állapotok között (jobb felső és bal alsó). Elektromos áram alkalmazása esetén a reverzibilis kémiai reakció oxidálja a folyékony fémet, karcolódásokat okozva, amelyek a fémet szétszórják. Keisuke Nakakubo, Kyushu Egyetem jóvoltából.



"A közeljövőben ezt a technológiát olyan szórakoztató és művészi kifejező eszközök létrehozására lehet használni, amelyek még soha nem voltak elérhetőek" - mondta Oki. „További fejlesztésekkel lehetséges lehet kibővíteni ezt a technológiát olyasmire, amely hasonlóan működik, mint a 3D nyomtatás folyékony fémekből készült elektronikus vezérlésű optika gyártásához. Ez lehetővé teheti a fényalapú egészségvizsgálati eszközökben használt optika könnyű és olcsó előállítását a világ olyan területein, ahol nincsenek orvosi laboratóriumi létesítmények. ”

A munka során a kutatók egy beágyazott áramlási csatorna segítségével tárolót hoztak létre. Ezután egy „push-pull” módszerrel optikai felületeket képeztek úgy, hogy vagy gallium alapú folyékony fémet pumpáltak a tartályba, vagy kiszívták. Ezt a folyamatot domború, lapos vagy konkáv felületek létrehozására használták, amelyek mindegyike különböző optikai jellemzőkkel rendelkezik.

A villamos energia alkalmazásából a csapat reverzibilis kémiai reakciót váltott ki, amely oxidálja a folyékony fémet egy olyan folyamat során, amely megváltoztatja a folyadék térfogatát oly módon, hogy sok apró karcolás keletkezik a felületen, ami a fény szétszóródását okozza.

Ha az áramot ellentétes irányban alkalmazzák, a folyékony fém visszatér eredeti állapotába. A folyékony fém felületi feszültsége eltávolítja a karcolásokat, és visszaadja a fényvisszaverő tükör állapotát.

"Az volt a szándékunk, hogy oxidációt alkalmazzunk a felületi feszültség megváltoztatására és a folyékony fém felületének megerősítésére" - mondta Oki. „Azt tapasztaltuk azonban, hogy bizonyos körülmények között a felület spontán módon szórófelületté változik. Ahelyett, hogy ezt kudarcnak tartanánk, optimalizáltuk a feltételeket és igazoltuk a jelenséget. ”

A vizsgálatok azt mutatták, hogy a felület feszültségének −800 mV-ról +800 mV-ra történő megváltoztatása csökkenti a fényintenzitást, mivel a felület reflektívről szórásra vált. Az elektrokémiai mérések azt mutatták, hogy az 1,4 V feszültségváltozás elegendő ahhoz, hogy jó reprodukálhatóságú redox-reakciókat hozzanak létre.

"Azt is megállapítottuk, hogy bizonyos körülmények között a felület enyhén oxidálódhat, és továbbra is fenntarthatja a sima fényvisszaverő felületet" - mondta Oki. "Ennek ellenőrzésével lehetséges, hogy ennél a megközelítésnél még változatosabb optikai felületeket hozhatunk létre, amelyek olyan fejlett eszközök alkalmazásaihoz vezethetnek, mint például a biokémiai chipek, vagy felhasználhatók 3D-nyomtatott optikai elemek készítéséhez."


Feladás időpontja: Jun-28-2021


Leave Your Message