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化学过程

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‘Heartbeat’检测到在石墨畜栏中保持的镓滴

18 Jul 2018 哈米什约翰斯顿
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在心跳中:显示镓下降的时间序列(左上角)朝向石墨环的边缘移动,其中薄煎饼并开始远离边缘(右上角)。底板显示下降朝向环的中心,然后返回边缘。 (礼貌:Z Yu /物理。 rev. lett。)

当放置在环形电极内时,一滴液体镓在置于环形电极内时就像跳动的心脏一样振荡。通过改变应用于系统的电压,可以从2-10 Hz调整运动频率。澳大利亚和中国的物理学家发现了效果,他说它可用于创造新型的流体的计时器和执行器。

众所周知,一滴汞将反复变平,然后在暴露于铁时变成球形 - 通过化学变化对下降表面张力驱动的过程。然而,这种心跳效果难以控制,并且在流体装置中使用并不实用。

现在, 小林王 卧龙岗大学和中国科学院的同事表明,在镓中可能发生类似的效果,这是高于约30℃的温度的液体。该团队研究了50-150μl的体积和放置的液滴在34℃的氢氧化钠电解质中

石墨腐蚀

在实验中,在含有电解质的培养皿中的内径11mm的石墨环内被置于滴落中。为了创造振荡,将正电势施加到环,粉末稍微倾斜,使得密集镓落到环的下边缘。当下降接触正环时,镓的表面变得氧化,这导致下降的表面张力下降到近零。

低表面张力使镓在被称为电润湿的过程中的培养皿表面上煎饼。这使得镓的质量从环的边缘和朝向盘子的中心移位。这种转变导致镓与戒指断裂接触,当发生静电排斥时,将下降推向盘子的中心。一旦远离环,羟离子从下降表面蚀刻氧化物,并且表面张力增加。结果是球形下降,再次在重力下移动到环的下边缘 - 该过程重复自身。

该团队发现,通过调整环上的电压,可以进行微调的振荡频率。他们还发现,较小的液滴比较大的液滴更快地振荡,并且较小液滴的频率对电压变化更敏感。增加培养皿的倾斜角也提升了频率。还使用盐酸电解质观察振荡,但在低于2Hz以下的频率下观察。

写作 物理评论信,该团队表示,可以在一系列应用中进行效果,包括可重新配置的电子设备,执行器,人工肌肉,软机器人和芯片上芯片微流体装置。

 

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