Terminator-achtig metaal vloeit en stretcht in 3D (video)

Metalen die vloeibaar zijn bij kamertemperatuur, zoals gallium en bepaalde legeringen, hebben unieke eigenschappen, waaronder een hoge geleidbaarheid, een laag smeltpunt en een hoge vervormbaarheid. Deze eigenschappen maken ze aantrekkelijk voor gebruik in zachte robots en flexibele elektronica. Door magnetische deeltjes toe te voegen, zoals nikkel of ijzer, kunnen onderzoekers vloeibare metalen produceren die ze met magneten kunnen manipuleren. Vanwege de hoge oppervlaktespanning kunnen de meeste magnetische vloeibare metalen echter alleen horizontaal bewegen en moeten ze volledig in vloeistof worden ondergedompeld om te voorkomen dat ze een pasta vormen. Liang Hu, Jing Liu en collega’s uit Beijing wilden een magnetisch vloeibaar metaal maken dat ze zowel horizontaal als verticaal konden bewegen en strekken, zonder het materiaal volledig in een vloeistof te hoeven plaatsen.

Hiertoe werkten de onderzoekers eerst met het materiaal dat ondergedompeld was in vloeistof. Ze voegden ijzerdeeltjes toe aan een druppel gallium, indium en tinlegering ondergedompeld in zoutzuur. Op het druppeloppervlak vormde zich een galliumoxidelaag die de oppervlaktespanning van het vloeibare metaal verlaagde. Toen het team twee magneten in tegenovergestelde richtingen aanbracht, konden ze de druppel tot bijna vier keer de rustlengte uitrekken. Ze konden ook twee ondergedompelde elektroden met elkaar te verbinden en een Led-lamp laten branden. Het vloeibare metaal kan zelfs verticaal uitrekken en vervolgens horizontaal bewegen om twee elektroden te verbinden, waarvan de bovenste in de lucht zit en de onderste in zoutzuur. Dit toont aan dat het materiaal niet volledig in vloeistof hoefde te worden ondergedompeld.

Het onderzoek is gepubliceerd in ACS Applied Materials & Interfaces