【文献与实验汇报】2020年9月5日-组内动态-仿生智能材料研究组  
【文献与实验汇报】2020年9月5日 组内汇报
hanxiao 2020-9-4 6415

  

最后于 2020-9-16 被lchaoxu编辑 ,原因:
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  • Overcoming Rayleigh–Plateau instabilities: Stabilizing and destabilizing liquid-metal streams via electrochemical oxidation

    Pub Date : 2020-08-11 , DOI: 10.1073/pnas.2006122117

    Song等发现液态金属具有由于表面张力驱动的普拉托-瑞利不稳定性,从毛细管流出的液体流迅速破裂成液滴。液态金属具有巨大的表面张力,但当金属以低速注入电解液时,通过向金属施加氧化电位,可以形成稳定的圆柱形流。液态金属流的界面张力可以用电化学方法实时控制,以产生各种形态,包括液滴、细线(直径100μm)和其他形状。液态金属丝可以在长距离内流动和弯曲而不会断裂。这一现象为在室温下生产金属结构提供了新的途径,为流体结构中的按需流动以及研究和控制流体行为提供了新的工具。


     

    Voltage-induced penetration effect in liquid metals at room temperature

    Pub Date : 2019-11-05 , DOI: 10.1093/nsr/nwz168

    Frank F Yun等发现通过施加电压,室温液态金属(GaInSn合金)能够穿透大孔和微孔材料。在各种多孔材料(如薄纸,厚海绵和细海绵,织物和网眼)中都证明了液态金属的渗透效果。其原理是电压诱导液态金属表面氧化,降低了液态金属的表面张力且表面张力几乎为零。液态金属极低的表面张力使其能够很容易的润湿多孔的材料,同时通过重力的作用使液态金属渗透多孔材料。该研究表明,两种可能的应用是在密封环境中使用液态金属修复和切断电线。在这里,我们演示了针对两种可能应用的实验。为了达到治疗效果,首先将断开的铜线放在容器的底部(图5)。a),连接到电路的发光二极管(LED)熄灭。然后,我们将液体加仑斯坦液滴放在固定在开路上方7厘米的海绵顶面上。施加电压后,加仑斯坦小滴穿过海绵并向下流到底部。结果,两条铜线被液体林物理连接。然后开路被修复,并且LED灯开启。使用放置在容器底部的铝线建立闭合电路,并点亮LED灯。液态金属穿过海绵后,液滴滴落到底部并与铝线直接接触,而LED灯仍然亮着。然而,大约2分钟后,由于铝与镓的强烈化学反应,铝镓被GaInSn合金小滴阻断,然后LED灯熄灭。这些发现为新型微流体应用提供了新的机会,并可能促进进一步发现液态金属更奇特的流体状态。

    A multifunctional shape-morphing elastomer with liquid metal inclusions

    Pub Date : 2019-10-22 , DOI: 10.1073/pnas.1911021116

    Michael J. Ford等液晶弹性体(LCEs)是一种很有前景的功能材料,但缺乏电刺激形状记忆激活所需的电导率和热导率。为了解决这个问题,LCEs通常嵌入刚性填料,以提高电导率。然而,这些粒子降低了LCE基体的力学性能和变形能力。在该研究中,为了克服这些限制与先进的材料架构,在LCE中添加了液态金属(LM)。该材料体系结构极大地扩展了LCE可以实现的特性和动态功能范围。通过将LCE嵌入液态金属(LM)微滴中来实现多功能。由于液态金属在室温下为液态,因此当复合材料被拉伸时,它们可以随周围的基质自由变形。此外,LM不会干扰LCE响应外部刺激而改变形状和做出机械反应。在没有外部负载的情况下,LCELM复合材料的形状变化可以通过光引发交联被编程,这样它就可以通过电或热的方式在预先编程的形态之间可逆地转变。



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