Šķidrais metāls nodrošina pārslēdzamus spoguļus

Spoguļus un citus atstarojošus optiskos komponentus parasti veido, izmantojot optiskos pārklājumus vai pulēšanas procesus. Pētnieku pieeja, kuru izstrādāja Kysuhu universitātes Judži Oki vadītā komanda sadarbībā ar Ziemeļkarolīnas štata universitātes Maikla Dikija vadīto komandu, izmantoja elektriski darbināmu atgriezenisku ķīmisko reakciju, lai uz šķidrā metāla izveidotu atstarojošu virsmu.

Pārslēgties starp atstarojošo un izkliedēto stāvokli var tikai ar 1,4 V, aptuveni tādu pašu spriegumu, kāds tiek izmantots tipiska LED iedegšanai, un pie apkārtējās vides temperatūras.
Pētnieki ir izstrādājuši veidu, kā dinamiski pārslēgt šķidrā metāla virsmu starp atstarojošo (augšējā kreisajā un apakšējā labajā pusē) un izkliedes stāvokli (augšējā labajā un apakšējā kreisajā pusē).  Kad tiek izmantota elektrība, atgriezeniska ķīmiska reakcija oksidē šķidro metālu, radot skrāpējumus, kas metālu izkliedē.  Pieklājīgi no Keisuke Nakakubo, Kyushu universitātē.


Pētnieki ir izstrādājuši veidu, kā dinamiski pārslēgt šķidrā metāla virsmu starp atstarojošo (augšējā kreisajā un apakšējā labajā pusē) un izkliedes stāvokli (augšējā labajā un apakšējā kreisajā pusē). Kad tiek izmantota elektrība, atgriezeniska ķīmiska reakcija oksidē šķidro metālu, radot skrāpējumus, kas metālu izkliedē. Pieklājīgi no Keisuke Nakakubo, Kyushu universitātē.



"Tuvākajā nākotnē šo tehnoloģiju varētu izmantot, lai izveidotu izklaides un mākslinieciskās izpausmes rīkus, kas vēl nekad nav bijuši pieejami," sacīja Oki. "Ar lielāku attīstību varētu būt iespējams paplašināt šo tehnoloģiju līdz tādam, kas darbojas līdzīgi kā 3D druka, lai ražotu elektroniski vadāmu optiku, kas izgatavota no šķidriem metāliem. Tas varētu ļaut viegli un lēti izgatavot optiku, ko izmanto gaismas testēšanas ierīcēs, uz pasaules, kur trūkst medicīnisko laboratoriju. ”

Darbā pētnieki izveidoja rezervuāru, izmantojot iegultu plūsmas kanālu. Pēc tam viņi izmantoja “push-pull metodi”, veidojot optiskas virsmas, vai nu sūknējot rezervuārā uz gallija bāzes šķidru metālu, vai arī to izsūcot. Šis process tika izmantots, lai izveidotu izliektas, plakanas vai ieliektas virsmas, kurām katrai ir dažādas optiskās īpašības.

Pēc elektrības izmantošanas komanda izraisīja atgriezenisku ķīmisko reakciju, kas šķidro metālu oksidē procesā, kas maina šķidruma tilpumu tā, ka uz virsmas rodas daudzas mazas skrambas, kas izraisa gaismas izkliedi.

Lietojot elektrību pretējā virzienā, šķidrais metāls atgriežas sākotnējā stāvoklī. Šķidrā metāla virsmas spraigums novērš skrāpējumus, atgriežot to tīrā atstarojošā spoguļa stāvoklī.

"Mūsu nolūks bija izmantot oksidāciju, lai mainītu virsmas spraigumu un pastiprinātu šķidrā metāla virsmu," sacīja Oki. “Tomēr mēs atklājām, ka noteiktos apstākļos virsma spontāni mainīsies uz izkliedējošu virsmu. Tā vietā, lai uzskatītu to par neveiksmi, mēs optimizējām apstākļus un pārbaudījām parādību. ”

Testi parādīja, ka sprieguma maiņa uz virsmas no −800 mV līdz +800 mV samazinātu gaismas intensitāti, virsmai mainoties no atstarojošās uz izkliedi. Elektroķīmiskie mērījumi parādīja, ka sprieguma maiņa 1,4 V ir pietiekama, lai radītu redoksreakcijas ar labu reproducējamību.

"Mēs arī atklājām, ka noteiktos apstākļos virsmu var nedaudz oksidēt un joprojām saglabāt vienmērīgu atstarojošo virsmu," sacīja Oki. "To kontrolējot, iespējams, būs iespējams izveidot vēl daudzveidīgākas optiskās virsmas, izmantojot šo pieeju, kas varētu novest pie progresīvu ierīču, piemēram, bioķīmisko mikroshēmu, izmantošanas vai izmantot 3D drukātu optisko elementu izgatavošanai."


Izlikšanas laiks: jūnijs-28-2021


Leave Your Message