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

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

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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