Geekly articles weekly

جعل المعدن السائل للتحرك

هل تتذكر T-1000 من فيلم Terminator 2؟



قطرات من المعدن السائل وسبائك جالينستان. الصورة: جامعة ملبورن الملكية للتكنولوجيا

بفضل اختراع علماء من جامعة ملبورن الملكية للتكنولوجيا (أستراليا) في المستقبل ، ستتمكن البشرية من تصميم شيء مشابه لنموذج T-1000 من فيلم Terminator-2: نموذج ثلاثي الأبعاد من جسم الإنسان مصنوع من معدن يأخذ شكلًا معينًا. من الضروري فقط جعل هذا النموذج أكثر قابلية للبرمجة والطاعة ، بالطبع.

إن المعدن المتحرك السائل قادر على إحداث ثورة صغيرة في الإلكترونيات - بمساعدة الدوائر الإلكترونية التي تغير تكوينها في القيادة والعمل مثل الكائنات الحية ، حيث تتحرك الخلايا وتبادل المعلومات مع بعضها البعض ، يحلم العلماء .

تم تطوير المعدن السائل الذاتي الدفع بواسطة فريق من العلماء بقيادة البروفيسور كوروش كالانتار زاده. يكمن جوهر الاختراع في التركيب الكيميائي للمحلول الذي تتحرك فيه القطرات. من خلال تغيير الحموضة والتكوين الأيوني (الشحنة الكهربائية) للمحلول ، يمكن للباحثين التحكم في حركة القطيرات المعدنية في ثلاثة أبعاد.



يوضح الرسم التخطيطي الإعداد التجريبي الذي استخدمه العلماء (ب): قناتان على شكل أحرف U مصنوعة من polymethylmethacrylate ، أي الزجاج العضوي. يعملان بالتوازي مع بعضهما البعض ويتم توصيلهما في المخرج (المخرج في الرسم التخطيطي). قناتان تحملان أنواعًا مختلفة من الشوارد ، والتي يتم تمثيلها في المخطط بألوان مختلفة: الوسط الحمضي أصفر ، والوسط القلوي أزرق. هناك تدفقان متوازيان على اتصال من خلال قطرة من جالينستان السائل بقطر 3 مم. تظهر الصور الحقيقية للإعداد التجريبي أدناه.



جالينستان- سبيكة تتكون من 68.5٪ من الغاليوم و 21.5٪ من الإنديوم و 10٪ من القصدير. تبلغ درجة انصهار المعدن 19 درجة مئوية ، ولكن يمكن تقليلها إلى أقل من 0 درجة مئوية (لا يكشف صاحب حقوق الطبع والنشر لشركة Geratherm Medical AG عن طريقة لخفض درجة حرارة الانصهار ، ولكن هذه الطريقة موجودة بالتأكيد). التطبيق الرئيسي لغالينستان هو استبدال الزئبق في بعض المناطق ، في المقام الأول في موازين الحرارة المنزلية.

تتحرك قطرات جالينستان اعتمادًا على تركيز حمض الهيدروكلوريك و NaOH في المحلول. يوضح الرسم البياني التالي التأثير على معدن تأثير مارانجوني - وهو نوع من الحمل الحراري ، ونقل المادة على طول الواجهة بين وسيطتين ، والتي تنشأ بسبب وجود تدرج التوتر السطحي.



توضح الرسوم البيانية أدناه درجة تشوه القطرة ، اعتمادًا على تركيز حمض الهيدروكلوريك و NaOH في المحاليل.



تغيير بسيط في التركيب الكيميائي للحلول يجعل القطرات المعدنية تتحرك وتغير شكلها ، دون أي تأثير خارجي إضافي ، ميكانيكي أو كهربائي.

يقول الأستاذ كالانتارزاد: "باستخدام هذا الاكتشاف ، تمكنا من إنشاء أجسام متحركة ومفاتيح ومضخات يمكن أن تعمل بشكل مستقل - وهي معادن سائلة ذاتية الحركة تتحرك اعتمادًا على تركيبة السائل المحيط". "في النهاية ، باستخدام الأسس الأساسية لهذا الاكتشاف ، قد يكون من الممكن بناء معدن سائل ثلاثي الأبعاد بشكل قابل للبرمجة."

بشكل أكثر واقعية ، يقترح العلماء أنه يمكن استخدام المعدن السائل المحمول المتحكم به في الأجهزة الإلكترونية المختلفة ، مثل الشاشات الإلكترونية ثلاثية الأبعاد المرنة وأجهزة الاستشعار التشخيصية الطبية ، والتي تغير تكوينها عند الطلب.

العمل العلمي «أيوني الخلل الناجم عن الدفع الذاتي من المعادن السائلة» نشرت 4 أغسطس 2016 في المجال العام في مجلة نيتشر الاتصالات (2016؛ 7: 12402 دوى: 10.1038 / ncomms12402).

Source: https://habr.com/ru/post/ar396685/

More articles:


All Articles