מראות ורכיבים אופטיים מחזירים אחרים נוצרים בדרך כלל באמצעות ציפויים אופטיים או תהליכי ליטוש. גישת החוקרים, שפותחה על ידי צוות בראשות יוז'י אוקי מאוניברסיטת קיסוהו בשיתוף צוות מאוניברסיטת צפון קרוליינה בראשותו של מייקל דיקי, השתמשה בתגובה כימית הפיכה מונעת חשמל כדי ליצור משטח מחזיר אור על המתכת הנוזלית.

מעבר בין מצבי ההשתקפות והפיזור יכול להיעשות רק ב -1.4 וולט, בערך באותו המתח המשמש להדלקת נורית LED ובטמפרטורות הסביבה.

חוקרים פיתחו דרך להחליף באופן דינמי את פני השטח של מתכת נוזלית בין רפלקטיבי (שמאל למעלה ותחתון מימין) לבין מצבי פיזור (למעלה מימין ולמטה משמאל). כאשר מפעילים חשמל, תגובה כימית הפיכה מחמצנת את המתכת הנוזלית ויוצרת שריטות שגורמות למתכת להתפזר. באדיבות קייסוקה נקאקובו, אוניברסיטת קיושו.

"בעתיד המיידי, ניתן להשתמש בטכנולוגיה זו ליצירת כלים לבידור ולביטוי אמנותי שמעולם לא היו זמינים לפני כן", אמר אוקי. "עם התפתחות רבה יותר ניתן יהיה להרחיב את הטכנולוגיה הזו למשהו שעובד כמו הדפסת תלת מימד לייצור אופטיקה בשליטה אלקטרונית העשויה ממתכות נוזליות. זה יכול לאפשר לייצור בקלות ובזול את האופטיקה המשמשת במכשירי בדיקות בריאות מבוססות אור באזורים חסרי מתקני מעבדה רפואיים. "

בעבודה יצרו החוקרים מאגר באמצעות ערוץ זרימה משובץ. לאחר מכן הם השתמשו ב"שיטת דחיפה-משיכה "ליצירת משטחים אופטיים באמצעות שאיבת מתכת נוזלית על בסיס גליום למאגר או יניקה החוצה. תהליך זה שימש ליצירת משטחים קמורים, שטוחים או קעורים, שלכל אחד מהם מאפיינים אופטיים שונים.

מיישום החשמל, הצוות גרם לתגובה כימית הפיכה, המחמצנת את המתכת הנוזלית בתהליך שמשנה את נפח הנוזל באופן שנוצר שריטות קטנות רבות על פני השטח, הגורמות להתפזרות האור.

כשמופעלים חשמל בכיוון ההפוך, המתכת הנוזלית חוזרת למצבה המקורי. מתח פני השטח של המתכת הנוזלית מסיר את השריטות ומחזיר אותו למצב רפלקטיבי נקי.

"כוונתנו הייתה להשתמש בחמצון כדי לשנות את מתח הפנים ולחזק את פני המתכת הנוזלית," אמר אוקי. "עם זאת, מצאנו שבתנאים מסוימים המשטח ישתנה באופן ספונטני למשטח פיזור. במקום לשקול זאת כישלון, מיטבנו את התנאים ואימותנו את התופעה. "

בדיקות הראו כי שינוי המתח על פני השטח מ -800 mV ל +800 mV יפחית את עוצמת האור כאשר המשטח התחלף מחזיר אור לפיזור. המדידות האלקטרוכימיות גילו ששינוי מתח של 1.4 V היה מספיק בכדי ליצור תגובות חמצון בעלות שחזור טוב.

"מצאנו גם שבתנאים מסוימים ניתן לחמצן את המשטח ועדיין לשמור על משטח מחזיר חלק," אמר אוקי. "על ידי שליטה בכך, ניתן יהיה ליצור משטחים אופטיים מגוונים עוד יותר באמצעות גישה זו שיכולים להוביל ליישומים במכשירים מתקדמים כגון שבבים ביוכימיים או לשמש לייצור אלמנטים אופטיים מודפסים בתלת מימד."