مقالة منهجية

A طريقة لمعالجة التوتر السطحي من المعدن السائل عن طريق الأكسدة السطحية والحد من

DOI:

10.3791/53567

⸱

يناير 26, 2016

 ,  , 
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, North Carolina State University

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نقدم طريقة للتحكم في الطاقة البينية للمعدن السائل في المنحل بالكهرباء عن طريق الترسيب الكهروكيميائي (أو الإزالة) لطبقة أكسيد السطح. يمكن لهذه الطريقة البسيطة التحكم في السلوك الشعري للمعادن السائلة القائمة على الغاليوم عن طريق ضبط الطاقة البينية بسرعة وبشكل كبير وعكسي باستخدام الفولتية المتواضعة.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

السيطرة على التوتر السطحي هو وسيلة فعالة لمعالجة الشكل، والموقف، وتدفق السوائل في جداول طول ملليمتر من الباطن، حيث التوتر السطحي هو القوة المهيمنة. مجموعة متنوعة من أساليب وجود للسيطرة على التوتر السطحي للسوائل المائية والعضوية في هذا النطاق. ومع ذلك، فإن هذه التقنيات فائدة للمعادن سائلة محدودة بسبب التوتر السطحي كبير بهم.

يمكن أن المعادن السائلة تشكل مكونات لينة، للمط، وشكل إعادة التشكيل في الأجهزة الإلكترونية والكهرومغناطيسية. على الرغم من أنه من الممكن التعامل مع هذه السوائل عبر الطرق الميكانيكية (على سبيل المثال، وضخ)، وأساليب الكهربائية هي أسهل للتصغير، والسيطرة، وتنفيذها. ومع ذلك، فإن معظم تقنيات الكهربائية لديها قيود الخاصة: يتطلب electrowetting على اساس عازلة كبيرة (كيلو فولت) إمكانات يشتغل متواضعة، electrocapillarity يمكن أن تؤثر التغيرات الصغيرة نسبيا في التوتر السطحي، وايلى المستمرctrowetting يقتصر على المقابس من المعدن السائل في الشعيرات الدموية.

هنا، فإننا نقدم وسيلة لالمشغلات الغاليوم وسبائك المعدن السائل القائم على الغاليوم عبر رد فعل السطح الكهروكيميائية. السيطرة على إمكانات الكهروكيميائية على سطح المعدن السائل في بالكهرباء بسرعة وعكسية يغير التوتر السطحي بما يزيد عن اثنين من حيث الحجم (̴500 مليون / م إلى ما يقارب الصفر). وعلاوة على ذلك، يتطلب هذا الأسلوب فقط إمكانات متواضعة جدا (<1 V) تطبق نسبة إلى القطب المضاد. ومن المقرر أساسا إلى ترسب الكهروكيميائية من طبقة أكسيد السطح، الذي يعمل بمثابة السطحي التغيير مما أدى إلى التوتر. إزالة أكسيد يزيد من التوتر السطحي، والعكس بالعكس. هذه التقنية يمكن تطبيقها في مجموعة واسعة من الشوارد ومستقلة عن الركيزة التي تستند إليها.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

توفر هذه الطريقة طريقة بسيطة للتحكم في التوتر السطحي للمعادن السائلة التي تحتوي على الغاليوم. تستخدم الطريقة الفولتية المتواضعة (~ 1 فولت) المطبقة مباشرة على المعدن السائل (بالنسبة إلى قطب مضاد في وجود المنحل بالكهرباء) لتحقيق تغييرات هائلة وقابلة للعكس في التوتر السطحي للمعدن1.

التوتر السطحي هو قوة مهيمنة على السوائل بمقاييس الطول الصغيرة وهو مهم لعدد من الظواهر الشعرية بما في ذلك الترطيب والانتشار والتدفق المدفوع بالتوتر السطحي. وبالتالي ، فإن القدرة على التحكم في التوتر السطحي هي طريقة معقولة لمعالجة شكل السوائل وموضعها وتدفقها بمقاييس طول أقل من مم. الطريقة الأكثر شيوعا لتغيير التوتر السطحي بين سائلين هي استخدام مادة خافضة للتوتر السطحي ، وهي جزيء يمتد على الواجهة بين السوائل. تعمل المواد الخافضة للتوتر السطحي على تقليل التوتر السطحي ، ولكن بطريقة ليس من السهل عكسها لأنه من الصعب إزالة المواد الخافضة للتوتر السطحي من الواجهة. يمكن أيضا تغيير التوتر السطحي باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات ، بما في ذلك تدرجات درجة الحرارة2،3 ، والضوء4 ، والكيمياء السطحية 5-7 ، والجهد8. لكن معظم هذه الطرق تؤدي إلى تغييرات متواضعة في التوتر السطحي ، خاصة بالنسبة للمعادن السائلة ، التي لها توترات سطحية كبيرة بشكل ملحوظ.

القدرة على التحكم في التوتر السطحي للمعدن السائل يمكن أن تتيح فرصا جديدة لإنشاء هياكل قابلة لإعادة تكوين الشكل بخصائص معدنية للتطبيقات الإلكترونية والحرارية والبصرية 9-14. المعدن السائل الأكثر شيوعا هو الزئبق ، والذي يتميز بسميته. الطرق الموضحة هنا ذات صلة بالمعادن السائلة القائمة على الغاليوم. هذه المعادن لها لزوجة منخفضة ، وتوتر سطحي كبير ، وتقلب منخفض (ضغط بخار منخفض) ، وسمية منخفضة15. الأهم من ذلك ، أن هذه المعادن تشكل أكاسيد سطحية تتكون من أكسيد الغاليوم التي يبلغ سمكها بضعة نانومتر في الهواء16. تخلق طبقة الأكسيد هذه جلدا ماديا كان تاريخيا مصدر إزعاج للتطبيقات الكهروكيميائية والديناميكية السائلة17. تستخدم الطريقة هنا الأكسيد بطرق جديدة للتحكم في التوتر السطحي.

الطريقة الأكثر شيوعا لمعالجة المعادن السائلة في المنحل بالكهرباء هي تطبيق جهد على المعدن بالنسبة إلى قطب مضاد18. تتطابق الأيونات المشحونة بشكل معاكس من المنحل بالكهرباء مع الشحنات الموجودة على المعدن ، مما يتسبب في انخفاض التوتر الداخلي. هذه الظاهرة - التي تسمى الشعيرات الدموية الكهربائية - معروفة منذ سبعينيات القرن التاسع عشر كما وصفها ليبمان19واستخدمت لسبائك الغاليوم20. عادة ما تحقق الشعيرات الدموية الكهربائية تغييرات متواضعة في التوتر السطحي ، لأن التفاعلات الكهروكيميائية غير المرغوب فيها تحد من نطاق الفولتية المطبقة على المعدن. في المقابل ، تستخدم الطريقة الموضحة هنا الأكسدة السطحية للمعدن (أو على العكس من ذلك ، تقليل أكسيد السطح) كطريقة لتحقيق تغييرات هائلة في التوتر السطحي تتجاوز التغيرات الناتجة عن الشعيرات الدموية الكهربائية. التفسير الرئيسي لهذه الظاهرة هو أن الأكسيد غير متماثل. أي أن السطح الخارجي للأكسيد ينتهي بمجموعات الهيدروكسيل (مما يجعل واجهة التوتر البيني منخفضة مع المنحل بالكهرباء المائي) ، وينتهي السطح الداخلي للأكسيد بذرات الغاليوم (مما يجعل واجهة التوتر البيني منخفضة مع المعدن). في المقابل ، تؤدي إزالة الأكسيد عن طريق الاختزال الكهروكيميائي إلى واجهة معدنية مكشوفة بالكهرباء ، والتي تعيد المعدن إلى حالة التوتر السطحي العالي. نميز التوتر البيني للمعدن من خلال تحليل شكل القطرات اللاطئة كدالة للجهد مع افتراض أن الجاذبية والتوتر السطحي هما القوتان المهيمنان اللتان يحددان انحناء سطحه.

ميزة هذه التقنية بالنسبة للشعيرات الدموية الكهربائية الكلاسيكية هي أنها يمكن أن تضبط بشكل عكسي توتر المعادن السائلة منخفضة السمية على نطاقات هائلة (من ~ 500 mN / m إلى ما يقرب من الصفر). قد يكون هذا التغير في دلتا في التوتر السطحي هو الأكبر الذي تم الإبلاغ عنه على الإطلاق في الأدبيات لأي سائل ويمكن تحقيقه بطريقة قابلة للضبط وقابلة للعكس. هذه التغييرات الكبيرة في التوتر السطحي مفيدة لمعالجة السلوك الشعري للمعادن. على سبيل المثال ، يمكن أن يحفز المعدن على الانتشار على السطح ، وسحب المعدن من القنوات الدقيقة ، وملء القنوات الدقيقة بالمعدن ، والتغلب على عدم استقرار رايلي لتشكيل ألياف معدنية سائلة1،21.

عيب هذه التقنية هو أنها تتطلب إلكتروليت. إنه يعمل بشكل أفضل في الظروف الحمضية أو الأساسية ، لأن هذه الإلكتروليتات تزيل أكسيد السطح الزائد الذي من شأنه أن يلوث سطح المعدن ويقيد حركة المعدن ميكانيكيا. تؤدي الإزالة والترسيب المتزامن لطبقة الأكسيد إلى تعقيد تحليل الظواهر البينية ونأمل أن تمكن الطرق الموضحة في هذه الورقة من إجراء تحليل إضافي. عيب آخر هو أن التفاعلات الكهروكيميائية على سطح المعدن يجب أن تتطابق مع تفاعلات أنفية تكميلية عند القطب المضاد22،23. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تكوين فقاعات الهيدروجين في القطب المضاد.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. التلاعب في التوتر السطحي من المعدن السائل في بالكهرباء

  1. أكسدة
    1. صب المنحل بالكهرباء مائي (الحمضية أو الأساسية) في طبق بتري. لضمان أن أكسيد هو إزالتها بالكامل، استخدام حمض أو قاعدة مع تركيز أكبر من 0.1 M 24 (على سبيل المثال 1 M هيدروكسيد الصوديوم أو حمض الهيدروكلوريك 1 M). استخدام وحدة تخزين التي سيتم ملء الطبق على عمق حوالي 1-3 ملم. تجنب الاتصال الجلد مع هذه الحلول.
    2. استخدام حقنة لوضع قطرة (على النحو الأمثل بين 10-500 ميكرولتر) من سبيكة القائم على الغاليوم في بالكهرباء. ومن الأمثلة على ذلك سهل الانصهار الغاليوم الإنديوم (EGaIn) أو القصدير الغاليوم الإنديوم (Galinstan). إذا تم استخدام الغاليوم النقي، تدفئة بالكهرباء إلى 30 درجة مئوية على الأقل لمنع التجمد.
    3. وضع الأسلاك النحاسية في المعدن السائل لإنشاء القطب العاملة. استخدام الأسلاك النحاسية التي يبلغ قطرها أقل من ذلك الانخفاض، واستخدام متعدد الرقمية وفقا لتعليمات الشركة الصانعة لهتكفل للسلك له مقاومة <1 Ω. في حمض أو قاعدة، فإن المعدن السائل الرطب النحاس، وبالتالي تشكل الاتصال الكهربائية ممتازة.
    4. وضع إجراء لمكافحة الكهربائي (مثل النحاس والجرافيت، البلاتين، الخ) في الحل، ولكن ليس في اتصال مع المعدن السائل. إذا كانت مضادة الكهربائي لديه مقاومة لل<1 Ω، وأبعادها ليست ذات صلة.
    5. ربط الأسلاك بمصدر التيار الكهربائي وتطبيق الإمكانات الإيجابية لهذا المعدن السائل. لصغير تشوه الشكل، وتطبيق الفولتية الإيجابية <1 V. لأكبر تشوه الشكل (وحركة المعدن السائل نحو مكافحة الكهربائي)، وتطبيق> 1 V.
      ملاحظة: تركيز المحلول ومسافة الهبوط من دون وصفة طبية القطب تملي الجهد اللازم لإحداث تغييرات في توتر السطحي منذ معدل أكسدة السطح الكهروكيميائية يتنافس مع معدل أكسيد حل من قبل بالكهرباء.
  2. تخفيض
    1. الاستغناء عن قطرة (10-500 ميكرولتر) من المعدن السائل من حقنة في طبق بيتري فارغة.
    2. صب بالكهرباء مائي محايد في طبق بتري (على سبيل المثال 1 M فلوريد الصوديوم (ناف) أو 1 M كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم)) إلى المستوى الذي يغطس المعدن.
      ملاحظة: استخدام نوع الحمضية (الرقم الهيدروجيني <3) أو الحل الأساسي (الرقم الهيدروجيني> 10) تسبب أكسيد بحل من تلقاء أنفسهم.
    3. وضع الأسلاك النحاسية في المعدن السائل ليكون بمثابة القطب العمل، وسلك إجراء (مثل النحاس) في المنحل بالكهرباء لتكون بمثابة وصفة طبية الكهربائي.
    4. ربط الأسلاك بمصدر التيار الكهربائي وتطبيق السلبية المحتملة لهذا المعدن السائل. تطبيق ما يقرب من -1 V لإزالة أكسيد السطحية وتسبب المعدن dewet من الركيزة. يجب المعدن dewet على الجانب الأقرب إلى وصفة طبية الكهربائي.
    5. تطبيق إمكانات أكثر سلبية (<-1 V) لإزالة طبقة أكسيد تماما. تجنب تطبيق excesالفولتية السالبة sively لمنع فقاعات الهيدروجين من الظهور على المعدن السائل بسبب تخفيض بالكهرباء.

2. سطح قياس التوتر عن طريق مثبت مباشرة بالقاعدة القطرة

  1. باستخدام مقص الليزر أو أداة طحن، وقطع الطريق المباشر من المركز إلى حافة قطعة من البولى (PMMA) (~ 1 مم) لا تقطع الطريق على طول الطريق من خلال سمك PMMA؛ قطع فقط حوالي منتصف الطريق من خلال. هذه القطعة سوف تكون بمثابة ركيزة للمعدن السائل. مواد مسطحة وعازلة كهربائيا أخرى مثل الزجاج والسيراميك، أو البوليمرات يمكن أيضا أن تكون بمثابة الركيزة.
  2. مع نفس الأداة، وقطع حفرة 1 مم 2 من خلال مركز PMMA.
  3. باستخدام مسار كدليل، تشغيل الأسلاك النحاسية المعزولة مع سوى غيض تتعرض لمركز PMMA. ضع السلك بحيث يتم جاحظ على سطح PMMA. ختم السلك في المكان مع مادة لاصقة مانعة للتسرب. قطعسلك فقط فوق سطح PMMA، ولكن لا تدع ذلك تمديد بعيدة جدا (بعد ~ 100 ميكرون) أو أنه سوف يزعج شكل قطرة.
  4. الشريط قطعة PMMA إلى أسفل داخل وعاء شفاف من خلالها صورة واضحة ويمكن الحصول على. ملء حاوية مع 1 M هيدروكسيد الصوديوم، ووضع قطرة 25-50 ميكرولتر من المعدن السائل على الأسلاك النحاسية جاحظ. وهذا السلك بمثابة القطب العمل، وسوف الرطب الحبرية.
  5. وضع شبكة البلاتين مكافحة الكهربائي والمشبعة الفضة والفضة / كلوريد (حج / أجكل) القطب المرجع في الحل. ربط جميع الأقطاب إلى potentiostat.
  6. وضع الحاوية في مقياس الزوايا زاوية الاتصال بحيث الشخصي سطح انخفاض واضح للعيان. استخدام potentiostat للسيطرة على الجهد فيما يتعلق القطب المرجعية، واستخدام مقياس الزوايا لقياس الشكل وبالتالي التوتر السطحي للانخفاض. تأكد من أن مقياس الزوايا قادر على قياس انخفاض اطئة tensi بينيةعلى؛ فمن الممكن أيضا استخدام تحليل شكل axisymmetric مخصص للصور قطرة مأخوذة من كاميرا محمولة أفقيا 25.

3. شعري حقن

  1. ملء الزجاج الشعرية مع محلول هيدروكسيد الصوديوم 1 M. يجب أن يكون قطرها الشعرية ~ 1 مم.
  2. وضع واحدة من نهاية تدفق شعري ضد قطرة من المعدن السائل. محاذاة الشعرية بحيث يكون موازيا مع سطح الطاولة (أي عمودي على الجاذبية). تجنب الثغرات الجوي بين انخفاض المعدن السائل ومليئة بالكهرباء الشعرية. باستخدام مسح، ربت من أي بالكهرباء الزائدة التي قد تسربت خلال التجمع.
  3. ضع سلك النحاس (القطب العمل) في المعدن السائل، وموصل مكافحة الكهربائي (مثل الأسلاك النحاسية) في نهاية مفتوحة للالشعرية بحيث إنها تجري اتصالات مع الحل.
  4. ربط الأسلاك بمصدر التيار الكهربائي وتطبيق الإمكانات الإيجابية لهذا المعدن السائل. يجب أن يبدأ المعدن السائل ملء جapillary (تجنب إمكانيات كبيرة من شأنها أن تتسبب تشكيل فقاعة الزائد على مكافحة الكهربائي).

4. سحب شعري

  1. استخدام تقنيات لينة معدني 26 و الاصل صب لافتعال قنوات ميكروفلويديك تتكون من (PDMS) polydimethylsiloxane. افتعال القنوات التي ما يقرب من 100 إلى 1000 ميكرون واسعة، 100 ميكرون طويل القامة، و 25 إلى 65 مم طويلة.
    ملاحظة: قناة أبعاد 1000 ميكرون واسع، و 100 ميكرون طويل القامة، و 65 ملم قناة طويلة أسفرت عن نتائج متسقة، ولكن قد تعمل أيضا على الآخرين. بدلا من ذلك، استخدم الزجاج الشعيرات الدموية (على سبيل المثال، 1 مم، والزجاج البورسليكات) بدلا من microchannels PDMS.
  2. حقن المعدن السائل إما يدويا أو باستخدام ضخ حقنة لملء القناة بالكامل (أي 6.5 ملم 3 لقناة طويلة 1000 ميكرون واسعة، و 100 ميكرون طويل القامة، و 65 ملم).
  3. باستخدام قطعة من القطن الذي تم مغموسة في 1 M هيدروكسيد الصوديوم أو حمض الهيدروكلوريك M 1، وإزالة الكميات الزائدة من لىالمعادن مضغة من مدخل (وإذا لزم الأمر، ومنفذ) للقناة، بحيث لا يبقى المعدن مطاردة مع السطح العلوي للPDMS.
  4. غمر واحدة من نهاية القناة في الكهارل (على سبيل المثال، 1 M كلوريد الصوديوم)، ووضع القطب الموجب (على سبيل المثال، أسلاك النحاس والبلاتين، أو التنجستن) بحيث تلامس بالكهرباء ولكن ليس المعدن.
  5. في الطرف الآخر من القناة، اتصل القطب منفصل (على سبيل المثال، سلك النحاس) لسطح المعدن بحيث المعدن السائل نفسه بمثابة الكاثود.
  6. ربط هذه الأسلاك (أي القطب الموجب والسالب) لمصدر الجهد أو potentiostat، واستكمال الدائرة الكهربائية. لنظام الثلاث الكهربائي، ووضع القطب المرجع بحيث يغطس بالكاد إلى انخفاض بالكهرباء.
  7. قبل تطبيق الجهد الحد، جبل كاميرا الفيديو على حامل ثلاثي القوائم أو في المجهر لتسجيل التجارب. استخدام وضع ضبط تلقائي للصورة إلى الحصول على كل شيء في التركيز. استخدام التركيز اليدوي لديهم سيطرة أفضل علىعمق الميدان، توازن اللون الأبيض، وISO. عند الضرورة، استخدم العالي توقف F (أي 11 أو أعلى)، 1/100 مصراع عشر، توازن اللون الأبيض السيارات والسيارات ISO.
  8. بدء تسجيل التجربة. تطبيق ما يقرب من -1 V لسحب المعدن السائل من و microchannels. تحويل الجهد من أن يتسبب هذا المعدن لوقف التحرك في بالكهرباء محايد.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الشكل 1 ويظهر مثال على تقنية يومين القطب بسيطة للأكسدة والحد منها. في هذا المثال، انخفاض 70 ميكرولتر من المعدن السائل وضعت في 1 M هيدروكسيد الصوديوم الاتصالات الحل الأسلاك النحاسية لتأسيس اتصال الكهربائية. 1 M هيدروكسيد الصوديوم يزيل أكسيد السطح من المعدن، وتتيح للمعادن إلى حبة تصل بسبب توتره السطحي. تطبيق 2.5 V الإمكانات بين انخفاض وشبكة البلاتين مكافحة الكهربائي يتسبب في سطح إسقاط لأكسدة وان...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتحكم هذا الأسلوب التوتر السطحي للمعادن على أساس الغاليوم السائلة باستخدام الفولتية صغيرة لدفع ترسب وإزالة أكسيد السطح. على الرغم من أن الأسلوب يعمل فقط في حلول بالكهرباء، أنها بسيطة، ويعمل في مجموعة واسعة من ظروف مختلفة، ولكن هناك الدقيقة الجدير بالذكر. في غياب الجهد الكهربائي، المحاليل الحمضية والأساسية على حد سواء أحفر بعيدا أكسيد 27. تطبيق إمكانات المؤكسدة يقود تشكيل أكسيد السطح في كل الشوارد المائية، بما في ذلك المحاليل الحمضية والأساسية. ومع ذلك، حل أكسيد في...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقر المؤلفون بالدعم المقدم من Samsung ، وصناديق ابتكار مستشاري ولاية نورث كارولاينا ، و NSF (CAREER CMMI-0954321 و Triangle MRSEC DMR-1121107) ، ومختبرات أبحاث القوات الجوية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
Eutectic Gallium Indium IndiumCorporation
هيدروكسيد الصوديومفيشر Scientific2318-3
حمض الهيدروكلوريكفيشر ScientificA481-212
فلوريد الصوديومSigma-Aldrich201154
لاصق بصريNorlandNOA81
Polydimethylsiloxane ( Sylgard-184)مجموعة المطاط الصناعي المصنوعة من السيليكونمن داو كورنينج
الشعيرات الدموية الزجاجية البورسليكاتفريدريش وديموكB41972
Ag / AgCl القطب المرجعيMicroelectrodes Inc.MI-401F
مصدر الجهدKeithley3390
PotentiostatGamryRef 600
Laser CutterUniversal Laser SystemsVLS 3.50

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Khan, M. R., Eaker, C. B., Bowden, E. F., Dickey, M. D. Giant and switchable surface activity of liquid metal via surface oxidation. Proc. Natl. Acad. Sci. 111 (39), 14047-14051 (2014).
  2. Kataoka, D. E., Troian, S. M. Patterning liquid flow on the microscopic scale. Nature. 402 (6763), 794-797 (1999).
  3. Daniel, S., Chaudhury, M. K., Chen, J. C. Fast Drop Movements Resulting from the Phase Change on a Gradient Surface. Science. 291 (5504), 633-636 (2001).
  4. Ichimura, K., Oh, S. K., Nakagawa, M. Light-driven motion of liquids on a photoresponsive surface. Science. 288 (5471), 1624-1626 (2000).
  5. Gallardo, B. S., et al. Electrochemical principles for active control of liquids on submillimeter scales. Science. 283 (5398), 57-60 (1999).
  6. Zhao, B., Moore, J. S., Beebe, D. J. Surface-Directed Liquid Flow Inside Microchannels. Science. 291 (5506), 1023-1026 (2001).
  7. Chaudhury, M. K., Whitesides, G. M. How to Make Water Run Uphill. Science. 256 (5063), 1539-1541 (1992).
  8. Lahann, J., et al. A reversibly switching surface. Science. 299 (5605), 371-374 (2003).
  9. Rogers, J. A., Someya, T., Huang, Y. Materials and Mechanics for Stretchable Electronics. Science. 327 (5973), 1603-1607 (2010).
  10. Bauer, S., et al. 25th Anniversary Article: A Soft Future: From Robots and Sensor Skin to Energy Harvesters. Adv. Mater. 26 (1), 149-162 (2013).
  11. Ozbay, E. Plasmonics: Merging Photonics and Electronics at Nanoscale Dimensions. Science. 311 (5758), 189-193 (2006).
  12. Monat, C., Domachuk, P., Eggleton, B. J. Integrated optofluidics: A new river of light. Nat. Photonics. 1 (2), 106-114 (2007).
  13. Schurig, D., et al. Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies. Science. 314 (5801), 977-980 (2006).
  14. Dickey, M. D. Emerging Applications of Liquid Metals Featuring Surface Oxides. ACS Appl. Mater. Interfaces. 6 (21), 18369-18379 (2014).
  15. Dickey, M. D., et al. Eutectic gallium-indium (EGaIn): A liquid metal alloy for the formation of stable structures in microchannels at room temperature. Adv. Funct. Mater. 18 (7), 1097-1104 (2008).
  16. Regan, M. J., et al. X-ray study of the oxidation of liquid-gallium surfaces. Phys. Rev. B. 55 (16), 10786-10790 (1997).
  17. Giguère, P. A., Lamontagne, D. Polarography with a Dropping Gallium Electrode. Science. 120 (3114), 390-391 (1954).
  18. Frumkin, A., Polianovskaya, N., Grigoryev, N., Bagotskaya, I. Electrocapillary phenomena on gallium. Electrochim. Acta. 10 (8), 793-802 (1965).
  19. Lippmann, G. France Université. Relations entre les phénomènes électriques et capillaires. , Gauthier-Villars. (1875).
  20. Tsai, J. T. H., Ho, C. M., Wang, F. C., Liang, C. T. Ultrahigh contrast light valve driven by electrocapillarity of liquid gallium. Appl. Phys. Lett. 95 (25), 251110(2009).
  21. Khan, M. R., Trlica, C., Dickey, M. D. Recapillarity: Electrochemically Controlled Capillary Withdrawal of a Liquid Metal Alloy from Microchannels. Adv. Funct. Mater. 25 (5), 671-678 (2015).
  22. Saltman, W., Nachtrieb, N. The Electrochemistry of Gallium. J. Electrochem. Soc. 100, 126-130 (1953).
  23. Perkins, R. Anodic-Oxidation of Gallium in Alkaline-Solution. J. Electroanal. Chem. 101, 47-57 (1979).
  24. Xu, Q., Oudalov, N., Guo, Q., Jaeger, H. M., Brown, E. Effect of oxidation on the mechanical properties of liquid gallium and eutectic gallium-indium. Phys. Fluids. 24, 063101(2012).
  25. Rotenberg, Y., Boruvka, L., Neumann, A. W. Determination of surface tension and contact angle from the shapes of axisymmetric fluid interfaces. J. Colloid Interface Sci. 93, 169-183 (1983).
  26. Xia, Y., Whitesides, G. M. Soft Lithography. Annu. Rev. Mater. Sci. 28 (1), 153-184 (1998).
  27. Pourbaix, M. Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions. , Natl Assn of Corrosion. (1974).
  28. Gough, R. C., et al. Rapid electrocapillary deformation of liquid metal with reversible shape retention. Micro Nano Syst. Lett. 3 (1), 1-9 (2015).
  29. Wang, M., Trlica, C., Khan, M. R., Dickey, M. D., Adams, J. J. A reconfigurable liquid metal antenna driven by electrochemically controlled capillarity. J. Appl. Phys. 117 (19), 194901(2015).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة