Aynalar ve diğer yansıtıcı optik bileşenler, tipik olarak optik kaplamalar veya cilalama işlemleri kullanılarak oluşturulur. Kysuhu Üniversitesi'nden Yuji Oki liderliğindeki bir ekip tarafından, Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi'nden Michael Dickey liderliğindeki bir ekiple işbirliği içinde geliştirilen araştırmacıların yaklaşımı, sıvı metal üzerinde yansıtıcı bir yüzey oluşturmak için elektrikle çalışan tersinir bir kimyasal reaksiyon kullandı.

Yansıtıcı ve saçılma durumları arasında geçiş, yalnızca 1,4 V ile, tipik bir LED'i yakmak için kullanılan aynı voltajla ve ortam sıcaklıklarında yapılabilir.

Araştırmacılar, sıvı metal yüzeyini yansıtıcı (sol üst ve sağ alt) ve saçılma durumları (sağ üst ve sol alt) arasında dinamik olarak değiştirmenin bir yolunu geliştirdiler. Elektrik uygulandığında, tersine çevrilebilir bir kimyasal reaksiyon sıvı metali oksitleyerek metalin saçılmasına neden olan çizikler oluşturur. Kyushu Üniversitesi'nden Keisuke Nakakubo'nun izniyle.

Oki, "Yakın gelecekte, bu teknoloji, daha önce hiç bulunmayan eğlence ve sanatsal ifade araçları oluşturmak için kullanılabilir" dedi. "Daha fazla gelişme ile bu teknolojiyi, sıvı metallerden elektronik olarak kontrol edilen optikler üretmek için 3D baskıya çok benzeyen bir şeye genişletmek mümkün olabilir. Bu, ışık temelli sağlık test cihazlarında kullanılan optiklerin, dünyanın tıbbi laboratuvar imkanlarından yoksun bölgelerinde kolayca ve ucuza üretilmesini sağlayabilir.”

Çalışmada, araştırmacılar gömülü bir akış kanalı kullanarak bir rezervuar oluşturdular. Daha sonra, galyum bazlı sıvı metali hazneye pompalayarak veya emerek optik yüzeyler oluşturmak için bir "itme-çekme yöntemi" kullandılar. Bu işlem, her biri farklı optik özelliklere sahip dışbükey, düz veya içbükey yüzeyler oluşturmak için kullanıldı.

Ekip, elektrik uygulamasından, sıvı metali, sıvının hacmini değiştiren ve yüzeyde birçok küçük çizik oluşturacak şekilde değiştiren ve ışığın saçılmasına neden olan bir süreçte oksitleyen tersinir bir kimyasal reaksiyonu indükledi.

Elektrik ters yönde uygulandığında sıvı metal eski haline döner. Sıvı metalin yüzey gerilimi çizikleri ortadan kaldırarak temiz bir yansıtıcı ayna durumuna geri döndürür.

Oki, "Niyetimiz, yüzey gerilimini değiştirmek ve sıvı metalin yüzeyini güçlendirmek için oksidasyon kullanmaktı" dedi. "Ancak, belirli koşullar altında yüzeyin kendiliğinden saçılan bir yüzeye dönüşeceğini bulduk. Bunu bir başarısızlık olarak görmek yerine koşulları optimize ettik ve fenomeni doğruladık.”

Testler, yüzeydeki voltajın -800 mV'den +800 mV'a değiştirilmesinin, yüzey yansıtıcıdan saçılmaya geçerken ışık yoğunluğunu azaltacağını gösterdi. Elektrokimyasal ölçümler, iyi tekrarlanabilirlik ile redoks reaksiyonları oluşturmak için 1,4 V'luk bir voltaj değişikliğinin yeterli olduğunu ortaya çıkardı.

Oki, "Ayrıca, belirli koşullar altında yüzeyin hafifçe oksitlenebileceğini ve yine de pürüzsüz bir yansıtıcı yüzeyi koruduğunu bulduk" dedi. “Bunu kontrol ederek, biyokimyasal çipler gibi gelişmiş cihazlarda uygulamalara yol açabilecek veya 3D baskılı optik elemanlar yapmak için kullanılabilecek bu yaklaşımı kullanarak daha da çeşitli optik yüzeyler oluşturmak mümkün olabilir.”