Инженеры могут создавать жидкий и, возможно, твердый металл, изменяющий структуру поверхности в ответ на нагревание, пишет eurekalert.org со ссылкой на Angewandte Chemie. Обработка частиц жидких металлических сплавов теплом делает их поверхность шероховатой
Инженеры могут создавать жидкий и, возможно, твердый металл, изменяющий структуру поверхности в ответ на нагревание, пишет eurekalert.org со ссылкой на Angewandte Chemie. Обработка частиц жидких металлических сплавов теплом делает их поверхность шероховатой
«Контролируя нагрев, вы можете управлять структурой поверхности, объяснил Мартин Туо – доцент штата Айова, профессор материаловедения и инженерии, соучредитель стартапа Ames SAFI-Tech Inc. и ведущий автор статьи. – Новая технология может положить начало проектированию «умных» систем сплавов, которые изменяют структуру поверхности и ее состав в ответ на изменения температуры, для применений, начиная от зондирования до катализа», – пишет в своей статье Туо и его исследовательская группа.
Соавторами статьи являются Эндрю Мартин и Винни Киари – докторанты штата Айова по материаловедению и инженерии – и Бойс Чанг – научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли, который получил докторскую степень в штате Айова.
Исследовательская группа начала с жидкого металлического сплава галлия, индия и олова, синтезированного в частицы, покрытые гладкой оксидной оболочкой, которая была химически стабилизирована. Когда частицы нагреваются, поверхность утолщается и становится жестче и начинает вести себя как твердое тело. В конечном счете поверхность разрушается, позволяя жидкому металлу изнутри попасть на поверхность. Самый реактивный – галлий – прорывается первым. Большее количество тепла выносит на поверхность индий. А самая высокая температура – около 1600 градусов по Фаренгейту – выявляет соединения олова.
«Это движение от подслоя к поверхности позволяет жидкой металлической частице «непрерывно инвертировать свой состав под действием тепловых воздействий, – пишут исследователи в статье. – Частицы реагируют на определенный уровень тепла и выделяют определенный элемент в зависимости от температуры, так же, как хамелеон реагирует на цвет окружающей среды, – сказал Туо. – Вот почему мы говорим, что это металлы-хамелеоны – только реагируют на тепло, а не на цвет, как рептилии».
Киари сказал, что металлические частицы реагируют на управляемую среду: время, температура и уровень кислорода тщательно контролируются исследователями. Это позволяет инженерам прогнозировать и программировать точную текстуру поверхности частиц.
Мартин сказал, что эту технологию можно использовать для точной настройки характеристик металла в качестве катализатора или его способности поглощать соединения. Исследователи считают, что технология будет работать с другими металлическими сплавами.
«Это не уникально для конкретных материалов, – сказал Туо. – Это поведение металлов в целом, их универсальное свойство. Металлы-хамелеоны могут стать очень интересной и полезной технологией. Когда вы говорите об умных материалах, как правило, подразумеваются полимеры, – сказал Туо. – Но металлы тоже могут это делать. Однако это большой зверь – вам нужно знать, как его укротить».