Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Метод манипулировать поверхностное натяжение жидкого металла с помощью поверхностного окисления и восстановления

doi: 10.3791/53567 Published: January 26, 2016
* These authors contributed equally

Abstract

Управление поверхностное натяжение является эффективным методом для манипулирования форма, положение и поток жидкости в длину субмиллиметровых масштабах, где поверхностное натяжение является доминирующей силой. Различные методы существуют для управления межфазного натяжения водных и органических жидкостей на этой шкале; Однако, эти методы ограничены полезность для жидких металлов из-за их большой межфазного натяжения.

Жидкие металлы могут образовывать мягкие, растягивается, и формы-реконфигурируемая компонентов в электронных и электромагнитных устройств. Хотя это можно манипулировать этих жидкостей через механическими методами (например, насосных), электрические методы легче миниатюризации, контроля и реализации. Тем не менее, большинство электрических методы имеют свои ограничения: электросмачивания-на-диэлектрике требует больших (кВ) потенциал для скромного приведения, электрокапиллярности могут повлиять относительно небольшие изменения в поверхностное натяжение, и непрерывное Electrowetting ограничен втулок жидкого металла в капиллярах.

Здесь мы представляем метод для приведения в действие галлия и галлия жидкость на основе металлических сплавов с помощью электрохимической реакции поверхности. Управление электрохимический потенциал на поверхности жидкого металла в электролите быстро и обратимо изменяется поверхностное натяжение чем на два порядка величины (̴500 мН / м практически до нуля). Кроме того, этот метод требует только очень скромное потенциал (<1 V) применяется по отношению к противоположному электроду. Результирующее изменение натяжения обусловлена ​​прежде всего электрохимического осаждения поверхностного слоя оксида, который действует в качестве поверхностно-; удаление оксида увеличивает поверхностное натяжение, и наоборот. Эта техника может быть применена в различных электролитов и не зависит от подложки, на которой она опирается.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. Манипуляция поверхностное натяжение жидкого металла в электролите

  1. Окисление
    1. Залить водный электролит (кислотного или основного) в чашке Петри. Чтобы гарантировать, что оксид полностью удален, использовать кислоту или основание с концентрацией больше 0,1 М 24 (например, 1 М NaOH или 1М HCl). Используйте объем, который будет заполнить блюдо на глубину примерно 1-3 мм. Избегайте контакта с кожей с этих решений.
    2. Используйте шприц, чтобы поместить каплю (оптимально между 10-500 мкл) из сплава галлия на основе в электролите. Примеры включают эвтектики галлия индия (EGaIn) или галлий индия и олова (галинстан). Если используют чистый галлий, нагреть электролит, по меньшей мере 30 ° С, чтобы предотвратить замерзание.
    3. Поместите медный провод в жидкий металл, чтобы установить рабочий электрод. Используйте медный провод диаметром меньше, чем капли, и использовать цифровой мультиметр в соответствии с инструкциями изготовителя еNsure, что провод имеет сопротивление <1 Ом. В кислотой или основанием, жидкий металл будет смачивать медь и тем самым образуют отличную электрический контакт.
    4. Поместите проводящий противоэлектрод (например, меди, графита, платины и т.д.) в растворе, но не в контакте с жидким металлом. Если счетчик-электрод имеет сопротивления <1 Ом, его размеры не имеют значения.
    5. Подключите провода к источнику напряжения и применить положительный потенциал в жидком металле. Для малого деформации формы, применяются положительное напряжение <1 В. для увеличения деформации формы (и движения жидкого металла к контр-электрода), применяются> 1 В.
      Примечание: концентрация раствора и расстояние капли от контр-электрода определяют напряжение, необходимое, чтобы вызвать изменения в межфазного натяжения так как скорость электрохимического окисления поверхности конкурирует с скорость растворения оксидного электролита.
    Сокращение
    1. Разлить каплю (10-500 мкл) жидкого металла из шприца в пустую чашку Петри.
    2. Налейте нейтральную водного электролита в чашке Петри (например, 1 М фторид натрия (NaF) или 1 М хлорида натрия (NaCl)) до уровня, который погружает металла.
      Примечание: Использование кислой (рН <3) или щелочном растворе (рН> 10) вызовет оксид для растворения спонтанно.
    3. Поместите медный провод в жидкий металл в качестве рабочего электрода, и проводом (например, меди) в электролит, чтобы выступать в качестве контр-электрода.
    4. Подключение проводов к источнику напряжения и применить отрицательный потенциал, чтобы жидкий металл. Применить примерно -1 V, чтобы удалить оксид поверхности и привести металл в dewet от подложки. Металл должен dewet на стороне ближе к контр-электрода.
    5. Применить более отрицательных потенциалов (<-1 V), чтобы полностью удалить слой оксида. Избегайте применения excesключительно большие отрицательные напряжения для предотвращения пузырьков водорода от появления на жидком металле за счет сокращения электролита.

Измерение Напряжение 2. Поверхность помощью сидячие Droplet

  1. Использование лазерной резки или фреза, сократить прямой путь от центра к краю куска полиметилметакрилата (ПММА) (~ 1 мм) Не сократить путь полностью через толщину ПММА. только сократить примерно на полпути через. Эта часть будет служить в качестве подложки для жидкого металла. Другие плоские и электроизолирующие материалы, такие как стекло, керамика, или полимеры могут также служить в качестве подложки.
  2. С помощью того же инструмента, вырезать 1 мм 2 через отверстие в центре ПММА.
  3. Используя путь в качестве руководства, запустить изолированной медной проволоки только с наконечником воздействию центре ПММА. Поместите провод так, чтобы он выступающие над поверхностью ПММА. Уплотнение провод в месте с герметичной клея. Порезпровод только выше поверхности ПММА, но не позволяйте ему расширить слишком далеко (за ~ 100 мкм), или это будет мешать форму капли.
  4. Лента ПММА кусок вниз в прозрачную емкость, через которую можно получить четкое изображение. Заполните контейнер с 1 М NaOH, и поместить каплю 25-50 мкл жидкого металла на выступающих медной проволоки. Этот провод будет служить в качестве рабочего электрода и мокрые капли.
  5. Поместите платины сетки против электрод и насыщенный серебро / хлорид серебра (Ag / AgCl) электродный в растворе. Подключите все электроды к потенциостата.
  6. Поместите контейнер в угол контакта гониометра таким образом, что профиль поверхности капли четко виден. Использование потенциостате для управления напряжением по отношению к электроду сравнения, и использовать гониометра для измерения форму и тем самым поверхностное натяжение капли. Убедитесь, что гониометр способен измерения сидячие раскрывающемся межфазной Tensiна; можно также использовать пользовательский осесимметричное анализ формы капель изображений, полученных с горизонтально камеры 25.

3. Капиллярный инъекций

  1. Заполните стеклянного капилляра с раствором 1 М NaOH. Диаметр капилляра должна быть ~ 1 мм.
  2. Поместите один конец капиллярной вплотную капли жидкого металла. Выравнивание капилляр так, чтобы он был параллелен поверхности стола (т.е. перпендикулярно тяжести). Избегайте воздушных зазоров между жидкой капли металла и капиллярной электролита заполнены. Использование протрите, промокните излишки электролита, что, возможно, утечка в процессе сборки.
  3. Поместите медный провод (рабочий электрод) в жидком металле, и проводящий противоэлектрод (например меди) на открытом конце капилляра таким образом, чтобы она контактирует с раствором.
  4. Подключите провода к источнику напряжения и применить положительный потенциал в жидком металле. Жидкий металл должен начать заполнять грapillary (избежать больших потенциалов, которые вызывают избыточное образование пузырьков на контр-электрода).

4. Изъятие капиллярной

  1. Используйте мягкие методы литографических 26 и реплики формования для изготовления микроканалов, состоящие из полидиметилсилоксана (PDMS). Изготовление каналы, которые в ширину примерно от 100 до 1000 мкм, 100 мкм высотой и 25 мм до 65 в длину.
    Примечание: Канал размеры 1000 мкм широкий, 100 мкм высотой и 65 мм длиной канала производится последовательные результаты, но другие могут также работать. Кроме того, использование стеклянных капилляров (например, диаметр 1 мм, боросиликатного стекла) вместо PDMS микроканалов.
  2. Вводят жидкий металл либо вручную, либо с помощью шприцевого насоса, чтобы полностью заполнить канал (т.е. 6,5 мм 3 для широкого 1000 мкм, 100 мкм высотой и 65 мм в длинном канале).
  3. Использование ватным тампоном, который был, смоченным в 1 М NaOH или 1М HCl, снимите лишнее количество Liфунтов металла от впускного (и, если необходимо, на выходе) канала, так что металл остается на одном уровне с верхней поверхностью PDMS.
  4. Submerge один конец канала в электролите (например, 1 М NaCl), и установить анод (например, провода меди, платины, вольфрама или) таким образом, чтобы она касалась электролита, но не металла.
  5. На другом конце канала, обратитесь отдельный электрод (например, медный провод) к поверхности металла, так что само по себе жидкий металл действует в качестве катода.
  6. Подключите эти провода (т.е., анодных и катодных) к источнику напряжения или потенциостата, и завершить электрическую цепь. Для системы трех электродов, поместите электрод так, что он едва погружается в капле электролита.
  7. Перед применением восстанавливающего напряжения, смонтировать видео камеру на штативе или в микроскоп, чтобы записать экспериментов. Используйте режим автофокуса, чтобы все в фокусе. Используйте ручную фокусировку, чтобы лучше контролироватьглубина резкости, баланса белого, ISO и. При необходимости, использовать более F-стоп (т.е. 11 или выше), 1/100 затвор, автоматический баланс белого и ISO авто.
  8. Начало записи эксперимент. Применить примерно -1 V вывести жидкого металла из микроканалов. Включите напряжение от вызвать металл, чтобы остановить движение в нейтральном электролите.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Рисунок 1 показывает пример простого метода двух электродов для окисления и восстановления. В этом случае, снижение 70 мкл жидкого металла помещают в 1 М NaOH в растворе контактов медный провод, чтобы установить электрическое соединение. 1-М NaOH удаляет поверхностной оксидной из металла и позволяет металла, чтобы шарик до из-за его поверхностного натяжения. Применение потенциал 2,5 В. между каплей и платины сетки контр-электрода вызывает поверхность капли для окисления и падение распространяется во время миграции к контр-электрода (фиг.1А II). Применение -1 V потенциал жидкого металла удаляет оксид (в дополнение к удалению оксида по NaOH), вызывает металла к борту, и генерирует пузырьков водорода на капли за счет восстановительного потенциала в (фиг.1 Ай). Пузырьки водорода образуют на платину противоположного электрода из-за бесплатного электрохимической полуреакцией, что, вероятно, снижает протонов в растворе.

Электрокапиллярного кривая (рис 1 б) показывает резкое падение эффективной поверхностного натяжения, когда формы оксида слой. Эти данные были получены в 1 М NaOH с использованием насыщенного Ag / AgCl электрод сравнения. В этом случае потенциала разомкнутой цепи приблизительно -1,5 было V от Ag / AgCl, и оксидный слой, образованный вблизи -1.3 V против Ag / AgCl (показано пунктирными линиями). Использование 1М HCl приводит к подобным феноменологическим поведения, но образование пузырьков на поверхности металла, даже при окислительных потенциалов, делает визуальный анализ сложно.

При отсутствии оксида (который удаляется с помощью 1 М NaOH, например), голые жидкий металл представляет собой жидкость, напряжение высокого поверхностного и принимает сферическую форму, как показано на FIGURE 2 A. Каплю жидкого металла лежит рядом с капиллярной трубкой, наполненной 1М NaOH. Вытеснение избыточного электролита удаляет из нижней части капли, как показано на рисунке 2 B. Медный провод касается капли, чтобы сформировать анод, а другой электрод (то есть катод; не показано на фиг.2) опирается внутри электролита заполнено капиллярной трубки. Электролит в капилляре замыкает цепь между двумя электродами, как показано на рисунке 2 C. Применяя +1 V снижает поверхностное натяжение на переднем интерфейса и вызывает жидкий металл, чтобы заполнить капилляр, как показано на рисунке 2 D. Этот эксперимент лучше работает, если металл находится на одном уровне с концом трубки.

В противоположность этому, уменьшая смещения удаляет оксидный слой, и возвращает меняTal в состояние большой поверхностного натяжения. Одним из таких примеров показан на рисунке 3 а. Кожа оксида стабилизирует форму лужу жидкого металла, погруженного в нейтральном электролите (рис 3 Ай). Применение восстановительной смещения удаляет оксидный слой, позволяя металла к борту, как показано на рисунке 3 А (II-III). Мы называем это "техника" recapillarity так как он использует восстановительные потенциалы, чтобы вызвать капиллярные поведения 21. Другой вывод из этого термина в том, что капиллярная поведение может быть включен или выключен несколько раз. Например, EGaIn могут быть изъяты из PDMS микроканалов путем восстановления оксида которые в противном случае стабилизирует металла в каналах (как описано в 4.1). -D показан один такой экспериментальной последовательности.

Мы вставитьигла шприца на одном конце капилляра и медленно толкать поршень шприца, чтобы заставить металл из шприца в капилляр. Мы размещаем заполненную капилляр на заказ владельца, состоящей из полиметилметакрилата (ПММА). Держатель имеет два резервуара, две канавки, чтобы обеспечить капилляр, два отверстия для вставки провода, а также имеет возможность на ленту правителя, как показано на рисунке 3 B. Электролит (например водный фторид натрия) добавили в резервуар после введения металла соединяет анод до конца капилляра, как показано на рисунке 3 C. Металл в трубе контактов противоположный электрод на другом конце капилляра, чтобы замкнуть цепь. Применяя 1V уменьшая смещение вызывает металл отозвать и отойти от анода, как показано на рисунке 3 D. Позже, мы измеряем скорость вывода путем сравнения Постулироватьион металла по отношению к времени. Один такой сюжет скорость показано на рисунке 3 E. Скорость распада, как металл движется от анода. Этот распад скорость за счет увеличения электрического сопротивления между анодом и жидким металлом 21.

Рисунок 1
Рисунок 1. (А) Каплю EGaIn погружен в 1 М NaOH, с медной проволоки, прикрепленной к падению и платины контр-сеточный электрод в растворе. I) A -1 V потенциал, приложенный к падению вызывает металла к борту и производит водород на поверхности металла. II) Потенциальная 2,5 В применяться к падению индуцирует распространение. (Б) электрокапиллярного кривая капли EGaIn в 1 М NaOH. Восстановительное сторона (напряжение ниже -1.4 V против Ag / AgCl) показывает традиционный электрокапиллярностиповедение, в то время как окислительный сторона показывает значительное падение поверхностного натяжения. рис 1B, принятую от задания 1 (2014 Copyright Национальной академии наук, США). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2. капиллярной впрыска жидкого металла с использованием окислительного смещение. (А) каплю жидкого металла контактов открытия в капиллярной трубке, заполненной электролитом. (Б) Трубка выровнены и прижимается к падению. Вытеснение удаляет избыточное количество электролита. (C) помечены образ этой экспериментальной установки. (D) Применение +1 V с металлом снижает поверхностное натяжение металла через поверхность окислительнования, и индуцирует поток. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3. (А) Каплю жидкого металла в 1 М растворе NaF. я) Оксид позволяет стабильный, не-сферическую лужу в растворе. II-III) Применение -1 V потенциал вызывает металл шарик до. (B) на заказ акриловый субстрат имеет два резервуара, в котором электроды, вставленные. Длинный 70 мм, 1 мм ID стеклянный капилляр заполняется EGaIn охватывает два резервуара. Подложка имеет два углубления, чтобы соответствовать этой капилляр твердо. (С) капля электролита добавляется одного резервуара, а другой резервуар оставить как есть. Иногда пузыри форму, которая может быть сведено к минимуму с помощью тонкой кончик иглы. ( (Е) Изъятие скорость жидкого металла из капилляра в зависимости от времени. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Этот метод контролирует поверхностное натяжение галлия на основе жидких металлов с использованием малых напряжений для управления осаждение и удаление поверхностного оксида. Хотя способ работает только в растворах электролитов, это просто, и работает в широком диапазоне различных условий, но есть тонкости стоит отметить. При отсутствии электрического потенциала, как кислотные, так и основные растворы стравливают оксида 27. Применение окислительного потенциала приводит в образованию поверхностных оксидов во всех водных электролитов, в том числе кислотных и основных растворов. Однако растворение оксида в кислотных или основных растворов конкурирует с отложением оксида чтобы предотвратить чрезмерное накопление слоя оксида. Образование толстым слоем оксида ингибирует поток, по-видимому, так как оксид обеспечивает механический барьер для движения. Это ингибирование может быть вредным при распространении, но также обеспечивает способ стабилизации формы металла.

e_content "> Межфазное натяжение непрерывно изменяется как функция потенциала. Поверхностное натяжение является самым большим в потенциале, который удаляет поверхностной оксидной. потенциалы, которые являются более восстановительное (более отрицательной) немного уменьшит поверхностное натяжение за счет классической электрокапиллярности (ср , 1В). Это снижение продолжает как функции потенциала до фарадеевского процессов (например получения водорода) происходят на поверхности.

В противоположность этому, поверхностное натяжение падает значительно при потенциале где оксид первые формы (см рис 1b). Увеличение (положительный) потенциал продолжает снижать поверхностное натяжение, по-видимому из-за лучшего освещения поверхности оксида. Вне "критического потенциала", падение начнется распространение неограниченно, образуя фрактал как шаблоны и миграции к контр-электрода. Это движение продолжается до тех пор пока напряжение не снимается, или до тех пор, падение не нарушает конконтакте с рабочим электродом. Формы, образующиеся в области выше критического потенциала по-прежнему расследуется, но относятся к поверхностным натяжением будучи близка к нулю. Детали могут быть найдены в литературе 1.

Межфазное натяжение металла чувствителен к небольшим изменениям в напряжении. Поэтому важно, чтобы отличный электрический контакт с металлом и контроль за потенциала, приложенного к жидкому металлу. Кроме того, присутствие кислоты или основания в электролите конкурирует с электрохимическим окислением растворением оксидного слоя. Этот процесс конкурирующих добавляет уровень сложности; понимание сложного процесса, которые происходят на границе будет иметь решающее значение для продвижения этого метода.

Окислительный и восстановительного процесса могут быть объединены, чтобы обеспечить контроль над потоком металла в и из капилляров. Например, можно использовать окислительные потенциалы для введения в капилляр металлах годов (за счет снижения поверхностного натяжения из ведущих мениска, как показано на рисунке 2), а затем использовать восстановительные потенциалы, чтобы вызвать металл отступать от капилляра (за счет увеличения поверхностного натяжения из ведущих мениска, как показано на рисунке 3) 28,29. Пределы и возможности этого подхода еще предстоит в полной мере определены, хотя инъекции появляется медленнее, чем снятие. Использование окисления металла, чтобы придать включает в себя три важных шагов. Во-первых, капиллярная следует предварительно заполненный электролитом, который мы считаем, создает тонкий слой скольжения "" воды между металлом и стенками капилляра в качестве металла. Во-вторых, потребители инъекционных металла в капилляр требует флеш контакт между шариком металла и в конце капилляра, как показано на рисунке 3. Это интимный контакт обеспечивает падение потенциала происходит в / электролит металла и предотвращает пути для заряда к обойти эту Interface.

Можно использовать любой из двух электродов или три-электродных систем для управления поверхностное натяжение металла. Система двухэлектродная является самым простым, требуя только рабочий электрод, противоэлектрод и источник напряжения. Хотя система из двух электродов подходит для демонстрации, потенциал противоэлектрод может дрейфовать. Чувствительные электрохимические измерения выгоду от стабильности системы трехэлектродной (т.е. электрод и потенциостат). Эта система позволяет лучше контролировать напряжения, и обеспечивает точное считывание тока.

Способность контролировать поверхностное натяжение, используя скромные напряжения является перспективным методом для контроля формы, поток, и положение металлических конструкций на суб-мм масштаба длины. Мы считаем, что это метод может быть полезен для создания металлических конструкций, которые меняют форму по требованию, которое может найти применение в форме reconfiguraдаемых электроники, настраиваемые антенны, выключатели, микрофлюидных компоненты, optofluidics, и форма смены мета-материалов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Eutectic Gallium Indium Indium Corporation
Sodium Hydroxide Fisher Scientific 2318-3
Hydrochloric Acid Fisher Scientific A481-212
Sodium Fluoride Sigma-Aldrich 201154
Optical Adhesive Norland NOA81
Polydimethylsiloxane (Sylgard-184) Dow Corning Silicone Elastomer Kit
Borosilicate Glass Capillaries Friedrich and Dimmoch B41972
Ag/AgCl Reference Electrode Microelectrodes Inc. MI-401F
Voltage Source Keithley 3390
Potentiostat Gamry Ref 600
Laser Cutter Universal Laser Systems VLS 3.50

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).
Метод манипулировать поверхностное натяжение жидкого металла с помощью поверхностного окисления и восстановления
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Eaker, C. B., Khan, M. R., Dickey, M. D. A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction. J. Vis. Exp. (107), e53567, doi:10.3791/53567 (2016).More

Eaker, C. B., Khan, M. R., Dickey, M. D. A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction. J. Vis. Exp. (107), e53567, doi:10.3791/53567 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter