Logam cair dibuat untuk bergerak

Ingat T-1000 dari film Terminator 2?

Tetesan logam cair, paduan galinstan. Foto: Melbourne Royal University of Technology

Berkat penemuan para ilmuwan dari Melbourne Royal University of Technology (Australia) di masa depan, umat manusia akan dapat merancang sesuatu yang mirip dengan model T-1000 dari film Terminator-2: model 3D dari humanoid yang terbuat dari logam yang mengambil bentuk tertentu. Tentu saja hanya perlu membuat model ini lebih terprogram dan patuh.

Logam bergerak cair mampu membuat revolusi kecil dalam elektronik - dengan bantuannya sirkuit elektronik mengubah konfigurasi mereka pada perintah dan bekerja seperti organisme hidup, di mana sel-sel bergerak dan bertukar informasi satu sama lain, mimpi para ilmuwan .

Logam cair self-propelled dikembangkan oleh tim ilmuwan yang dipimpin oleh Profesor Kourosh Kalantar-zadeh. Esensi dari penemuan ini adalah komposisi kimia dari larutan di mana tetesan-tetesan bergerak. Dengan mengubah keasaman dan komposisi ion (muatan listrik) dari suatu larutan, para peneliti dapat mengontrol pergerakan tetesan logam dalam tiga dimensi.



Ilustrasi secara skematis menunjukkan pengaturan eksperimental yang digunakan oleh para ilmuwan (b): dua saluran dalam bentuk huruf U terbuat dari polymethylmethacrylate, yaitu, gelas organik. Mereka berjalan paralel satu sama lain dan terhubung di outlet (outlet dalam diagram). Dua saluran membawa berbagai jenis elektrolit, yang direpresentasikan dalam skema dengan warna berbeda: media asam berwarna kuning, dan media alkali berwarna biru. Dua aliran paralel bersentuhan melalui setetes galinstan cair dengan diameter 3 mm. Foto asli dari pengaturan eksperimental ditunjukkan di bawah ini.



Galinstan- paduan yang terdiri dari 68,5% gallium, 21,5% indium dan 10% timah. Titik lebur logam yang disebutkan adalah 19 ° C, tetapi dapat dikurangi di bawah 0 ° C (pemegang hak cipta Geratherm Medical AG tidak mengungkapkan metode untuk menurunkan suhu leleh, tetapi metode seperti itu pasti ada). Aplikasi utama Galinstan adalah penggantian merkuri di beberapa area, terutama pada termometer rumah tangga.

Tetesan galinstan bergerak tergantung pada konsentrasi HCl dan NaOH dalam larutan. Diagram berikut menunjukkan efek pada logam dari efek Marangoni - jenis konveksi, transfer materi sepanjang antarmuka antara dua media, yang timbul karena adanya gradien tegangan permukaan.



Diagram di bawah ini menunjukkan tingkat deformasi tetesan, tergantung pada konsentrasi HCl dan NaOH dalam larutan.



Perubahan sederhana dalam komposisi kimia larutan membuat tetesan logam bergerak dan mengubah bentuknya, tanpa pengaruh eksternal tambahan, mekanik atau listrik.

“Dengan menggunakan penemuan ini, kami dapat membuat benda bergerak, sakelar, dan pompa yang dapat beroperasi secara mandiri - ini adalah logam cair yang dapat bergerak sendiri yang bergerak tergantung pada komposisi cairan di sekitarnya,” kata Profesor Kalantarzade. "Pada akhirnya, menggunakan fondasi dasar dari penemuan ini, dimungkinkan untuk membuat humanoid logam cair 3D dengan bentuk yang dapat diprogram."

Lebih realistis lagi, para ilmuwan menyarankan bahwa logam cair bergerak yang terkontrol dapat digunakan di berbagai perangkat elektronik, seperti layar 3D elektronik yang fleksibel dan sensor diagnostik medis, yang mengubah konfigurasi mereka sesuai perintah.

Karya ilmiah "Ketidakseimbangan ion menginduksi self-propulsi logam cair" diterbitkan pada tanggal 4 Agustus 2016 dalam domain publik di jurnal Nature Communications (2016; 7: 12402 doi: 10.1038 / ncomms12402).

Source: https://habr.com/ru/post/id396685/