Tekutý kov umožňuje prepínateľné zrkadlá

Zrkadlá a iné reflexné optické súčasti sa zvyčajne vyrábajú pomocou optických povlakov alebo leštiacich procesov. Prístup vedcov, ktorý vyvinul tím pod vedením Yuji Oki z Univerzity Kysuhu v spolupráci s tímom zo Severnej Karolíny pod vedením Michaela Dickeyho, použil elektricky poháňanú reverzibilnú chemickú reakciu na vytvorenie reflexného povrchu na tekutom kovu.

Prepínanie medzi reflexným a rozptylovým stavom je možné vykonať iba pri 1,4 V, približne rovnakom napätí, aké sa používa na rozsvietenie typickej LED, a pri okolitých teplotách.
Vedci vyvinuli spôsob, ako dynamicky prepínať povrch tekutého kovu medzi reflexným (vľavo hore a vpravo dole) a rozptylovým stavom (vpravo hore a vľavo dole).  Keď sa použije elektrina, reverzibilná chemická reakcia oxiduje tekutý kov a vytvára škrabance, vďaka ktorým sa kov rozptyľuje.  S láskavým dovolením Keisuke Nakakubo, univerzita Kyushu.


Vedci vyvinuli spôsob, ako dynamicky prepínať povrch tekutého kovu medzi reflexným (vľavo hore a vpravo dole) a rozptylovým stavom (vpravo hore a vľavo dole). Keď sa použije elektrina, reverzibilná chemická reakcia oxiduje tekutý kov a vytvára škrabance, vďaka ktorým sa kov rozptyľuje. S láskavým dovolením Keisuke Nakakubo, univerzita Kyushu.



"V bezprostrednej budúcnosti by sa táto technológia mohla použiť na vytvorenie nástrojov pre zábavu a umelecké vyjadrenie, ktoré nikdy predtým neboli k dispozícii," uviedol Oki. „S ďalším vývojom by bolo možné rozšíriť túto technológiu na niečo, čo funguje podobne ako 3D tlač na výrobu elektronicky riadenej optiky z tekutých kovov. To by mohlo umožniť ľahkú a lacnú výrobu optiky použitej v prístrojoch na testovanie zdravia na základe svetla v oblastiach sveta, v ktorých chýbajú lekárske laboratórne zariadenia. “

V práci vedci vytvorili rezervoár pomocou zabudovaného prietokového kanála. Potom použili „metódu push-pull“ na vytvorenie optických povrchov buď načerpaním tekutého kovu na báze gália do zásobníka, alebo jeho odsatím. Tento proces sa použil na vytvorenie konvexných, plochých alebo konkávnych povrchov, z ktorých každý mal odlišné optické vlastnosti.

Z aplikácie elektriny tím navodil reverzibilnú chemickú reakciu, ktorá oxiduje tekutý kov v procese, ktorý mení objem kvapaliny takým spôsobom, že sa na povrchu vytvára veľa malých škrabancov, ktoré spôsobujú rozptýlenie svetla.

Keď sa elektrina aplikuje v opačnom smere, tekutý kov sa vráti do pôvodného stavu. Povrchové napätie tekutého kovu odstráni škrabance a vráti ho do čistého stavu zrkadlového odrazu.

"Naším zámerom bolo použiť oxidáciu na zmenu povrchového napätia a spevnenie povrchu tekutého kovu," uviedol Oki. "Zistili sme však, že za určitých podmienok by sa povrch spontánne zmenil na rozptýlený povrch." Namiesto toho, aby sme to považovali za zlyhanie, sme optimalizovali podmienky a overili sme daný jav. “

Testy ukázali, že zmena napätia na povrchu z -800 mV na +800 mV zníži intenzitu svetla, keď sa povrch zmení z reflexného na rozptyl. Elektrochemické merania odhalili, že zmena napätia 1,4 V bola dostatočná na vytvorenie redoxných reakcií s dobrou reprodukovateľnosťou.

"Zistili sme tiež, že za určitých podmienok môže byť povrch mierne oxidovaný a stále si udržať hladký reflexný povrch," uviedol Oki. "Jeho riadením by bolo možné pomocou tohto prístupu vytvoriť ešte rozmanitejšie optické povrchy, ktoré by mohli viesť k aplikáciám v pokrokových zariadeniach, ako sú biochemické čipy, alebo sa môžu použiť na výrobu optických prvkov vytlačených pomocou 3D."


Čas zverejnenia: 28. júna - 20.06


Leave Your Message