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香港城大王钻开教授团队《Nat. Commun.》:反常的液滴弹跳现象,水膜越厚,液态金属液滴弹跳能力越强
2023-06-17  来源:高分子科技

  液态金属(LM)由于其独特的性质在各个领域中得到广泛关注和应用。LM具有相对较低的熔点,通常在室温下就可以变为液态,这使得它在柔性电子领域中具有巨大的潜力。由于LM能够保持高电导和热导性,它可以用于制造灵活的电子器件,如弯曲的显示屏、可穿戴设备和可卷曲的电路板。此外,LM还表现出良好的柔韧性和可塑性,这使得它在软体机器人领域中具有广泛的应用。然而,需要注意的是,在常温条件下,LM容易被氧化,形成一层薄薄的氧化物覆盖层。这种氧化层会降低LM的流动性并导致与底层基底的粘附。为了克服这个问题,研究人员一直在探索方法来保持LM的流动性和自由运动。


  这篇文章报道了一种反常的液滴弹跳现象,即液态金属(LM)液滴在水膜上可以完全弹跳,而不会粘附在水膜下的固体表面上。更有趣的是,水膜越厚,LM液滴的弹跳能力越强。文章揭示了这种现象的原理是水膜作为一种润滑膜,阻止了LM液滴与固体表面的接触,并且水膜对LM液滴的自发润湿导致了润滑膜内的负毛细压力,从而影响了LM液滴的恢复系数。文章认为这一发现有助于深入理解复合流体液滴动力学,并为流体控制提供了新的思路。 


图1.LM从水膜覆盖的固体表面快速弹起。(a,b和c)高速相机侧面视角(d和e)高速相机底面视角(f)水膜干涉图 


2.LM液滴弹跳的动力学表征(a)恢复系数和水膜厚度的变化(b)接触时间和水膜厚度的变化(f)液滴生成实物图 


3.LM液滴弹跳的理论模型(a)LM液滴弹跳的示意图(b)理论的恢复系数和水膜厚度的变化(f)恢复系数和Of数的变化


  文章共同第一作者为香港城市大学代宇航李旻斐博士和冀秉强博士。文章通讯作者为香港城市大学Steven Wang博士,哈尔滨工业大学(深圳)郝崇磊博士和香港城市大学王钻开教授。


  原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-39348-x

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(责任编辑:xu)
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